Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Armprothese nutzt natürliche Gedankensteuerung

03.12.2012
Schwedische Entwicklung mit Nerveninterface vor baldiger Implantation

Forscher an der Chalmers University of Technology haben eine robotische Armprothese entwickelt, die direkt am Skelett verankert wird und eine natürliche Gedankensteuerung verspricht. Denn wenngleich Gedankensteuerung seit Jahren im Fokus von Forschern weltweit steht, hat das schwedische Team nämlich einen wichtigen Durchbruch gemacht.


Arm an Arm: Steuertests für die Prothese laufen bereits (Foto: chalmers.se)

"Wir haben wirklich die Mittel für eine dauerhafte Verbindung zu neuromuskulären Interfaces", erklärt der maßgeblich am Projekt beteiligte Doktorand Max Ortiz Catalan gegenüber pressetext.

Dazu hat das Team das für die sogenannte Osseointegration (Verankerung von Prothesen am Knochen) entwickelte OPRA Implant System des projektbeteiligten Mediziners Rickard Branemark so modifizert, dass es problemlosen Zugang zu direkt an Nervenenden und in Muskelgewebe verankerten Elektroden erlaubt. Bereits diesen Winter sollen erste Patienten operiert werden. Die Forscher sind zuversichtlich, dass sich die laborerprobte Prothese in der Praxis bewähren wird.

Bessere Nervensteuerung

Bislang auf dem Markt verfügbare gedankengesteuerte Prothesen nutzen Tricks wie eine Verstärkung von Nervensignalen durch den Brustmuskel, ehe Elektroden an der Prothese die Signale indirekt empfangen. Schon seit längerem befassen sich Forscher aber auch damit, Nervensignale mit implantierten Elektroden direkt abzunehmen. Das Problem dabei ist, das Signal ohne Probleme nach außen zur Prothese zu leiten. "Das haben wir mit dem OPRA Implant System gelöst", so Catalan. Als Verankerung für Prothesen kommt dieses System schon bei über 200 Personen zum Einsatz, es für eine bessere Gedankensteuerung zu adaptieren, ist ein logischer nächster Schritt.

Dafür, wie Elektroden mit Nerven verbunden werden, hat sich das Team an der Neuroprosthetik orientiert. Denn es gibt hunderte Patienten, die mit derartigen Impantaten leben, die allerdins primär der Stimulation dienen. "Wir haben daran gearbeitet, diese Interfaces für die Aufnahme zu optimieren, was aufgrund der schwachen Signale komplizierter ist", erklärt der Doktorand. Es werden sowohl Elektroden an den Nerven als auch in noch vorhandenen Muskeln zum Einsatz kommen, über die die Prothese zudem wie ein echter Arm Feedback ans Gehirn geben kann - ein weiterer Vorteil der Entwicklung.

Forscher sehen großes Potenzial

Durch das optimierte Interface sollen die Steuersignale der Nerven sauberer an die Prothese übertragen werden als bei Abnahme mit Oberflächenelektroden, um eine wirklich natürliche Steuerung zu ermöglichen. Dann sollten der robotische Arm und die daran befindliche Hand sich durch intuitves Denken praktisch wie das natürliche Vorbild bewegen. Denn dass die Prothese Signale sehr gut interpretieren kann, haben Tests bereits gezeigt, bei denen die Nervensignale mit Oberflächenelektroden abgenommen werden.

Dabei hat das Team auch mit Armamputierten gearbeitet, die so in einer VR-Umgebung die Prothese testen konnten. Das hat auch zur Optimierung der Algorithmen beigetragen, die Nerven- in Steuersignale übersetzen. "Nach einigen Minuten konnten die Meisten die künstlichen Arme auf Arten bewegen, von denen sie nicht dachten, dass sie es könnten", sagt Ortiz. Schon bald soll sich zeigen, ob das System in der Praxis hält, was es verspricht. "Wir sind zuversichtlich, was den positive Ausgang des Projekts betrifft", meint der Forscher.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.chalmers.se

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Präzisionsbestrahlung bei Prostatakrebs: HYPOSTAT-Studie wird ausgeweitet
11.12.2017 | Universitätsklinikum Schleswig-Holstein

nachricht Neues Verfahren für die Erkennung von Brustkrebs etabliert
06.12.2017 | Universitätsklinikum Gießen und Marburg GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovativer Wasserbau im 21. Jahrhundert

13.12.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neue Wirkstoffe aus dem Baukasten: Design und biotechnologische Produktion neuer Peptid-Wirkstoffe

13.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Analyse komplexer Biosysteme mittels High-Performance-Computing

13.12.2017 | Informationstechnologie