Roboter-Knöchelprothese: Stolperfrei durchs Leben

Forscher der North Carolina State University und der University of North Carolina haben eine revolutionäre Knöchelprothese entwickelt, die von Robotern unterstützt wird. Diese Prothese kann Menschen mit Beinamputationen dabei helfen, ihre Stabilität beim Gehen und Stehen zu verbessern.

Die Forscher hatten das Ziel, die Haltungskontrolle von Menschen mit Beinamputationen zu verbessern. Dafür entwickelten sie einen Prototyp einer motorisierten, robotergesteuerten Knöchelprothese. Fünf Menschen, die eine Beinamputation unterhalb des Knies hatten, nahmen als Versuchspersonen an der Studie teil. Ihnen wurde die Roboterprothese angepasst, die durch elektromyografische Signale (EMG) der Muskeln gesteuert wird.

Die Teilnehmer mussten zu Beginn trainieren, um sich mit der Technologie vertraut zu machen. Anschließend wurden gezielt Störungen von außen auf sie ausgeübt, um ihr Gleichgewicht zu beeinträchtigen. Die Versuchspersonen sollten die Störung erkennen und ihr Gleichgewicht wiederherstellen. Dabei wurden ihre Reaktionen sowohl mit der EMG-Prothese als auch mit einer herkömmlichen Prothese überwacht.

Die Ergebnisse waren beeindruckend. Mit der Roboterprothese zeigten die Teilnehmer eine viel stabilere Haltung. Stürze und Stolperer gehörten dank der Unterstützung durch die Prothese der Vergangenheit an. Die Haltungskontrolle konnte erfolgreich wiedererlangt werden. Normalerweise beginnt die Haltungsstabilität bei Menschen mit intakten Beinen am Knöchel, doch Menschen mit Beinamputationen müssen oft versuchen, die Kontrolle über ihren fehlenden Knöchel zu kompensieren. Dank des robotergesteuerten Knöchels können die Nutzer nun zu ihrer natürlichen Reaktion zur Stabilitätserhaltung zurückkehren.

Die Forscher führten auch eine weitere Studie durch, bei der die Teilnehmer sowohl mit ihrer herkömmlichen als auch mit der robotergestützten Prothese vor- und zurückwippten. Dabei wurde die Muskelaktivität im gesamten unteren Körperbereich erfasst. Bei der Verwendung der Roboterprothese ähnelte das Muskelaktivitätsmuster dem von Menschen mit intakten Gliedmaßen. Das lässt darauf schließen, dass die Prothese in der Lage ist, das normale neuronale Muster bei den Teilnehmern wiederherzustellen.

Die Forscher planen nun eine umfangreichere Studie mit einer größeren Anzahl von Teilnehmern, um ihre Hypothesen auf einer breiteren Basis zu überprüfen. Ihr Ziel ist es auch herauszufinden, welche Personen die größten Vorteile aus dieser Technik ziehen können. Die weiteren Entwicklungen werden mit Spannung erwartet und es wird gehofft, dass diese Prothese vielen Menschen zu einem stolperfreien Leben verhelfen wird.

Schlagwörter: Knöchelprothese + Robotergestützt + Elektromyografische Signale

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