Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschende entwickeln intelligente Leggins

31.03.2016

ZHAW-Forschende aus den Bereichen Technik und Gesundheit entwickeln zusammen mit europäischen Partnern ein Soft-Exoskelett für Menschen, die beim Gehen beeinträchtigt sind. Das verwendete Material soll lernfähig sein und sich je nach Bewegungsablauf mehr oder weniger versteifen.

Wer aufgrund eines Schlaganfalles oder von Geburt an beim Gehen beeinträchtigt ist, kann heut-zutage mittels Stützstrukturen wieder besser laufen. Doch diese meist schweren und unflexiblen Konstruktionen passen sich oft nur einem Teil des Bewegungsablaufes an.


Infografik XoSoft

ZHAW


Test im Bewegungslabor

ZHAW

Deshalb entwickeln ZHAW-Forschende zusammen mit europäischen Partnern eine Stützstruktur, welche sich je nach Bewegung versteift oder weich wird. Das innovative Gewebe wird mit Sensoren ausgerüstet, mit deren Hilfe eine integrierte Elektronik die Bewegung der betroffenen Gliedmassen lernt und diese dann im richtigen Augenblick stützt, entlastet oder frei bewegen lässt.

Die Konstruktion soll dünn sein und wie Leggins oder Socken unter der Kleidung getragen werden können. Das Projekt trägt den Titel XoSoft und wird von der EU wie auch vom Bund im Rahmen der Übergangslösung zu Horizon 2020 unterstützt. Mit der Entwicklung hat das aus neun Partnern bestehende europäische Konsortium im Februar 2016 begonnen. Einen ersten Prototyp planen die Forschenden bereits im ersten Jahr des dreijährigen Projekts.

Natürlichen Bewegungsablauf unterstützen

Ein Anwendungsbeispiel für XoSoft sei der Fallfuss, so Christoph Bauer, Physiotherapie-Forscher an der ZHAW. Das betreffe Patientinnen und Patienten, bei denen beispielsweise die vordere Seite der Fussmuskeln gelähmt sei, der Fuss dadurch herunterhänge und beim Gehen schleife.

«XoSoft könnte beispielsweise mit Sensoren erkennen, wann die Schwungphase beginnt, und dann dem Antriebselement übermitteln, wann er stabilisieren soll. Oder dadurch sogar eine Bewegung auslösen, welche den Fuss hochzieht. Beim Landen würde das Exoskelett dann wieder weich werden. Das können herkömmliche feste Hilfsmittel, sogenannte Orthesen, im Moment nicht.»

Das Prinzip hinter dem sich in der Festigkeit verändernden Material sind Strukturen, welche auf elektrische Felder reagieren. Dieses Material entwickeln die Projektpartner vom Italian Institute of Technology IIT.

«Der Bewegungsablauf wird über Algorithmen erfasst, welche die Daten der eingesetzten Sensoren auswerten», erklärt Konrad Stadler, der im Bereich Regelungstechnik an der ZHAW School of Engineering forscht. Dahinter stecke ein Modell der Bewegungsabfolgen beim Gehen, welches auf den jeweiligen Patienten angepasst werde. Die Programmierung der Algorithmen hänge im Wesentlichen davon ab, welche Sensoren eingesetzt würden. Mögliche Kandidaten sind laut Stadler Drucksensoren, Elektro-Myogramm oder Lagesensoren. Elektro-Myogramme messen die natürliche elektrische Spannung in einem Muskel und die Lagesensoren die Position im Raum.

Während der Entwicklung werden der Prototyp und die Software regelmässig im Bewegungslabor des Instituts für Physiotherapie der ZHAW getestet und ausprobiert. Dort arbeitet Bewegungswis-senschaftlerin Eveline Graf mit sehr präzisen Messmethoden um zu kontrollieren, ob die Algorith-men den Bewegungsablauf auch in gewünschter Weise unterstützen.

«Wir können die menschliche Haltung und den Gang exakt messen und erkennen sofort, ob Prototypen von XoSoft das Gehen wie gewünscht unterstützen oder ob Anpassungen an Material oder Software notwendig sind», erklärt Graf. «An der ZHAW arbeiten Ingenieure, Physiotherapeuten und Bewegungswissenschaftler im XoSoft Projekt, somit können Anpassungen gleich vor Ort vorgenommen und überprüft werden. Zudem erlaubt diese Zusammenarbeit eine Entwicklung, die sich sehr eng am Bedürfnis der künftigen Anwenderinnen und Anwender orientiert.»

Diskret unter der Kleidung getragen

Die Form der Stützstruktur müsse man sich wie eine Leggins oder eine Socke vorstellen, je nach-dem, für welchen Bereich die Gehhilfe gedacht sei, so Bauer. «Grundsätzlich sollte das Ganze bequem sein. Patienten sollen die Gehhilfe den ganzen Tag lang tragen können und das unter der Kleidung.» Mit einem grossen klobigen Ding fühle man sich viel eher stigmatisiert, erklärt der ZHAW-Forscher.

Europäisches Konsortium

Das Konsortium des XoSoft-Projektes besteht neben dem ZHAW-Departement Gesundheit und der ZHAW School of Engineering aus vier weiteren europäischen Forschungsgruppen in den Bereichen Robotik, Bioengineering, Ambient Intelligence und Design. Ebenfalls beteiligt sind vier Firmen und klinische Partner, welche in den Gebieten der Rehabilitationstechnologien, Geriatrie und Prothetik tätig sind.

Weitere Informationen:

http://www.xosoft.eu
http://www.zhaw.ch/de/medien/medienmitteilungen/detailansicht-medienmitteilung/n...

Claudia Gähwiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig
22.02.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Wie Proteine zueinander finden
21.02.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neue Prozesstechnik für effizientes Bohren und Schneiden auf der LASER CHINA

22.02.2017 | Messenachrichten

IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren

22.02.2017 | Automotive