Forscher des IIT in Genua haben einen ziemlich coolen Prothesenfuß entwickelt. Dieser Fuß sieht nicht nur wie ein menschlicher Fuß aus, sondern ist auch noch flexibel und wasserdicht. Aber das ist noch nicht alles – das Beste daran ist, dass er ohne jegliche Steuerung motorlos ist und sich automatisch an verschiedene Untergründe anpassen kann. Klingt nach ziemlich fantastischer Science-Fiction, oder?
Der Prothesenfuß namens SoftFoot Pro, ist speziell für Menschen entwickelt worden, die einen Teil ihrer Gliedmaßen verloren haben. Aber er könnte auch die Bewegungsfähigkeit von Robotern verbessern. Das ist doch mal eine Win-Win-Situation.
Manuel G. Catalano, ein Forscher am IIT im Labor für Soft-Robotik zur menschlichen Zusammenarbeit und Rehabilitation, erklärt den Ansatz des Prothesenfußes. Sowohl Prothesen als auch heutige humanoide Roboter haben gemeinsam, dass sie flache oder wenig nachgiebige Füße haben, die entwickelt wurden, um maximale Stabilität zu gewährleisten. Das Problem dabei ist, dass sie sich nicht an Veränderungen in der Geländekontur, dem Gefälle oder verschiedenen Positionen wie dem Knie oder der Beugung anpassen können.
Doch der SoftFoot Pro ist anders. Er wiegt nur etwa 450 g, kann aber Lasten von bis zu 100 kg tragen. Die beiden Füße haben eine Tragfähigkeit von insgesamt 200 kg, was sie auch für Personen mit höherem Körpergewicht und humanoide Roboter geeignet macht.
Der Prothesenfuß besteht aus einem beweglichen Gewölbemechanismus aus Titan. Die Enden sind durch fünf parallel angeordnete, besonders robuste Kunststoffketten miteinander verbunden. Diese Ketten ahmen die Funktion der Plantarfaszie im menschlichen Fuß nach. Ein 210 mm langes, mechanisch nicht dehnbares Hochleistungskabel zieht sich längs durch die Kette und ist mit der Ferse verbunden.
Die einzelnen Module der Kette sind über elastische Verbindungsglieder miteinander verbunden. Das Fußgewölbesystem und die elastischen Ketten arbeiten zusammen, um den menschlichen Fuß nachzuahmen.
Der künstliche Fuß ist nach dem Windlass-Mechanismus konstruiert. Das bedeutet, dass er die Plantarfaszie beim Gehen versteift und die auf den Boden ausgeübte Kraft gleichmäßig verteilt. Die Forscher versprechen, dass Träger eines solchen Prothesenfußes durch die verbesserte Effizienz bei der Überwindung von Hindernissen einen stärkeren Vorwärtsdrang und eine höhere Energieeffizienz erfahren werden.
Aber das ist noch nicht alles. Der Fuß passt sich automatisch dem Untergrund an und ist in der Lage, etwa 10 bis 50 Prozent der auftretenden Aufprallkraft zu absorbieren. Das sorgt für eine natürlichere Bewegung und stabilisiert den Gang des Trägers. Zusätzlich dazu passt sich die Prothese auch an alltägliche Bewegungen wie das Hinknien, das Schuhe binden oder das Aufheben von Gegenständen an.
Und das Beste daran? Der Prothesenfuß ist wasserdicht! Das bedeutet, dass er perfekt für den Einsatz bei Outdoor-Aktivitäten geeignet ist. Du kannst ihn also bedenkenlos auf Grasflächen, Stränden und glatten Böden tragen. Und selbst das Treppensteigen ist damit ein Kinderspiel.
Unabhängige Untersuchungen an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) und der Medizinischen Universität Wien haben gezeigt, dass der Prothesenfuß bei Menschen mit einseitiger Unterkörperamputation eine gute Wirksamkeit aufweist. Aber die Forscher haben auch schon Versuche an Robotereinheiten durchgeführt. Wer weiß, vielleicht laufen bald schon Roboter mit diesen coolen Prothesenfüßen herum.
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