Sprachaktivierte Greifprothese entwickelt

Motor betriebene Plastikstütze kombiniert Spracherkennungs-Software und Außenskelett

Studenten der Johns Hopkins University haben für einen Patienten mit einer seltenen degenerativen Muskelerkrankung ein Gerät (Bild) zur Unterstützung der Armmuskulatur entwickelt. Die Plastikstütze basiert auf einer Kombination aus zwei Motoren, einer Spracherkennungs-Software und einem Außenskelett. Dem körperbehinderten Patienten ist es nun möglich, auf Kommando Tätigkeiten, die die Muskulatur des Armes benötigen, auszuführen. Finger und der Ellbogen werden mit mechanischer Unterstützung bewegt und gebogen.

Das Projekt wurde von der Nonprofit-Organisation Volunteers for Medical Engineering aus Baltimore initiiert und mit 10.000 Dollar gefördert. Die Projekt-Beauftragten Christina Peace und Nathaniel Young, Studenten für Bio-Ingenieur-Wesen am Department of Mechanical Engineering, untersuchten Gliedmaßen-Prothesen und entwickelten ein Außenskelett aus Plastik, das über die Hand und den Arm des Patienten gezogen wurde. Um Ellbogen und Finger bewegen zu können, erforschten sie Elektromagnet- bzw. Luftdruck-Systeme. Letztendlich einigte sich das Team auf leistungsfähige Motoren. Mit diesen gelang es, Finger und Ellbogen im Kleinen zu bewegen und die Bewegung wieder zu verlangsamen. Dadurch wird verhindert, dass der Patient z.B. ein Glas fest, aber ohne dieses zu zerdrücken, umklammert.

Zur Steuerung der Greif-Vorrichtung entwickelten die Studenten eine Spracherkennungs-Software. Die Software wird auf die Stimme des Patienten trainiert. Welcher der beiden Motoren in Gang gesetzt wird, hängt z.B. davon ab, ob der Besitzer „Arm“ oder „Hand“ sagt. Der Ellbogen-Motor reagiert auf „heben“, „runter“ und „stopp“. Der Handmotor reagiert auf „öffnen“, „schließen“ und „stopp“. Ein Mini-Computer und zwei Programme verwandeln die Sprach-Kommandos in Signale, die dem Motor den operativen Auftrag für Biege- und Greif-Bewegungen geben. Die Steuerungs-Box, die den Computer beinhaltet, wird mit einer wiederaufladbaren 12-Volt-Batterie betrieben und passt in eine kleine Tasche, die der Patient um die Hüfte trägt. Damit wird das Gerät gänzlich transportfähig.