Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biomechatronische Systeme: Die Medizintechnik-Abteilung komplettiert ihre Kompetenzen

10.09.2012
Nach über zehn Jahren erfolgreicher Forschung auf dem Gebiet der Medizintechnik präsentiert die Abteilung ihr vielfältiges Leistungsangebot mit erweiterten Kompetenzen unter neuem Namen: aus »Orthopädie und Bewegungssysteme« wird »Biomechatronische Systeme«.

Der Forschungsfokus bleibt gleich: Die Wissenschaftler entwickeln technische Lösungen für die Erfassung, Kontrolle und Erzeugung von Bewegungen für orthopädische und nicht-medizinische, industrielle Anwendungen.

Bewegungskontrollsysteme

Die natürlichen Bewegungsabläufe des Menschen sind Ausgangspunkt für Anwendungen in Forschung und Industrie. Sie werden genau vermessen und ausgewertet, um Orthopädietechnik möglichst nah am natürlichen Vorbild zu entwickeln. Die Detektion und Nachbildung von natürlichen Bewegungsmustern des Menschen steht daher im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten in der Gruppe »Bewegungskontrollsysteme«. Die in ihr entwickelten Steuerungs- und Regelsysteme finden auch über die Medizintechnik hinaus Anwendung.

Einen wichtigen Teil der Forschung bildet die Aufnahme und Verarbeitung von Biosignalen sowie die Auswertung zur Echtzeit-Steuerung und die EMG-basierte Erkennung von Willkürsteuerungen von Prothesen, um natürliche Bewegungsabläufe beim Amputierten wieder zu ermöglichen. Durch Sensortechnik werden intelligente Steuerungen für Prothesen und Orthesen entwickelt, die auf die verschiedenen Gangphasen sowie auf den zu betretenden Untergrund abgestimmt sind. Eine Technik, die in verschiedensten Anwendungsfeldern, wie zum Beispiel auch in der Personenüberwachung oder der Steuerung von Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommen kann.

Im Bereich der Sensorfusion arbeiten die Forscher am Fusionskonzept von Inertialsensorik (INS) und optischer Sensorik mittels Kamera, um ein Gesamtbild zu erhalten, das die Genauigkeit der Bewegungseinschätzung erhöht und Sensorfehler kompensiert. Ebenso steht die Entwicklung von intelligenten elektrischen und elektronischen Antriebssystemen, z.B. für aktiv angetriebene Prothesen und Orthesen, im Mittelpunkt der Forschung.

Biomechanik Engineering

Energieeffiziente innovative Lösungen in der Prothetik, Orthetik und Rehabilitation entwickelt die Forschungsgruppe »Biomechanik Engineering«. Für die technische Umsetzung in die Medizintechnik interessiert die Wissenschaftler die zugrunde liegenden biologischen Prozesse und Prinzipien. Die Natur als Vorbild und Ansätze aus der Bionik dienen zur Entwicklung energieeffizienter Fortbewegungsmöglichkeiten. Auf diese Weise werden zum Beispiel neue Gelenke für passive Oberschenkel-Prothesen und Prothesenfüße entwickelt. Testverfahren und Simulationen kommen hinzu, um bestehende und neue Orthopädietechnik auf Funktionalität, Ergonomie und Lebensdauer zu untersuchen und zu verbessern.

Zum Themengebiet der Abteilung gehört auch die biomedizinische und fertigungstechnische Entwicklung einer PCU-Plattformtechnologie. Mit dieser können hochbeanspruchte Membranen und Implantate wie künstliche Herz- oder Venenklappen aus Polycarbonaturethan gefertigt werden. Außerdem arbeitet die dynamische Forschergruppe an neuen Verfahren, Instrumenten und Implantaten für die orthopädische Chirurgie.

Virtual Orthopedic Lab

Einen simulationsgestützten Workflow für die Produktentwicklung der Orthopädietechnik und -forschung soll der noch junge Arbeitsbereich der (computergesteuerten) Biomechanik schaffen. Anhand biomechanischer Simulationen des menschlichen Bewegungsapparats können verschiedene Bewegungsszenarien simuliert und damit Produktentwicklungsprozesse vereinfacht und beschleunigt werden. Dies bedeutet gleichzeitig eine Erhöhung der Engineering- und Testkompetenz der Abteilung »Biomechatronische Systeme«. Mit der Simulationsplattform und der grundlagenorientierten Forschung im Bereich der rechnergestützten Biomechanik bietet das Virtual Orthopedic Lab die Chance, praxisrelevante, komplexe Problemstellungen effizient zu untersuchen und einzusetzen.

Größtes Rehab-Research-Forschungsnetzwerk der Welt

Das interdisziplinäre Team der Abteilung vereint die Fachgebiete Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik, Informatik, Mathematik, Kybernetik, Orthopädie- und Medizintechnik sowie Biologie und Medizin. Eine enge Zusammenarbeit der Forschungsgruppen erlaubt die erfolgreiche Arbeit an gemeinsamen Fragestellungen im gesamtwissenschaftlichen Kontext.

Kooperation und Vernetzung wird aber nicht nur in der Abteilung selbst großgeschrieben. Durch die Arbeit mit starken Partnern werden Kompetenz und Innovationskraft kontinuierlich gefördert.

Eine besonders enge und zukunftsträchtige Kooperation besteht mit Minneapolis VA Healthcare System, der Forschungsabteilung für Orthopädietechnik des US Ministeriums für die Veteranen, der die Expertise des Fraunhofer IPA ideal ergänzt. Auch die Partnerschaft zur Universität Southampton steht für einen intensiven wissenschaftlichen Austausch und gemeinsam mit dem Exzellenzcluster SIMTECH der Universität Stuttgart wurde die Forschungsgruppe »Virtual Orthopedic Lab« gegründet, die durch komplexe Simulationen maßgeblich die Forschung in der Abteilung unterstützt. Die Abteilung »Biomechatronische Systeme« ist Mitinitiator von O-PAEDIX (www.o-paedix.com), einem Netzwerk für innovative Orthopädietechnik.

Durch diese vielfältigen Kooperationen ist mit und um das Fraunhofer IPA das derzeit größte Rehab-Research-Forschungsnetzwerk der Welt entstanden.

Ansprechpartner
Dr. Urs Schneider
Telefon +49 711 970-1221
urs.schneider@ipa.fraunhofer.de

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de
http://www.ipa.fraunhofer.de/Biomechatronische_Systeme.83.0.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizintechnik:

nachricht Mikroskop im Kugelschreiberformat: Auf dem Weg zur endoskopischen Krebsdiagnose
28.04.2017 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Highspeed-Laser erkennt Krebs in zwei Minuten
25.04.2017 | University of Hong Kong

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizintechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie