antriebstechnik 10/2016

MOTEK 2016 I SPECIAL
Innovation geht Hand in Hand
Kleinstantriebe treiben die Prothetik voran
Tiziano Bordonzotti und Ellen-Christine Reiff
Schnürsenkel binden, Bettwäsche zusammenlegen, eine Chipstüte aufreißen – die
Liste der Tätigkeiten, die einhändig nicht oder nur schwer zu bewältigen sind, ist
unerfreulich lang. Menschen, die durch eine Amputation oder einen Unfall eine
Hand verloren haben, werden täglich mit solchen Hürden konfrontiert. Um ihren
Alltag zu erleichtern, sorgen leistungsstarke Kleinstmotoren in Prothesen dafür, dass
die neuesten Modelle schnell oder fest zupacken können, wobei die Greifkraft beim
Halten konstant bleibt.
Funktionelle Prothesen kennen die meisten
von uns nur aus Science-Fiction-Filmen,
in denen die künstlichen Extremitäten
übermenschliche Kräfte verleihen. Im
echten Leben dagegen machen bionische
Handprothesen ihre Träger zwar nicht zu
Superhelden, sie können ihnen aber viele
Tätigkeiten ermöglichen, die für andere
Menschen selbstverständlich sind. Das
britische Unternehmen Steeper hat dafür
die kleine myoelektronische Handprothese
Bebionic entwickelt. Die künstliche Hand
wiegt zwischen 400 und 600 g und ist damit
etwa so schwer wie eine natürliche Hand.
Gesteuert wird sie durch elektrische Signale.
Diese werden durch Muskelkontraktionen
erzeugt und lassen sich mit Elektroden auf
der Haut messen, ähnlich wie bei einem
EKG in der Herzdiagnostik.
Elektrische Signale
für intuitive Bewegungen
Zwei Elektroden, die im Prothesenschaft
integriert sind, erkennen die myoelektronischen
Signale und leiten diese an die Steuerungselektronik
weiter, die diese Signale verstärkt
und zur Aktivierung von fünf
kleinen Elektromotoren nutzt, die daraufhin
die Finger und Daumen bewegen – die Hand
öffnet oder schließt sich. Dabei entscheidet
die Stärke der Muskelkontraktion über die
Geschwindigkeit und die Greifkraft: Ein
schwaches Signal erzeugt eine langsame Bewegung,
ein starkes Signal eine schnelle.
Die Muskeln, deren Signale zum Öffnen
und Schließen der Handprothese genutzt
werden, sind normalerweise für die Bewegung
des Handgelenks zuständig. Der Träger
der Handprothese muss also lernen, dass
sie nun eine andere Funktion haben. „Das
menschliche Gehirn ist unglaublich anpassungsfähig.
Schon nach kurzer Zeit führen
die Menschen die Bewegung ebenso intuitiv
durch, wie Autofahrer beim Haltewunsch
auf die Bremse treten“, weiß Ted Varley,
technischer Direktor bei Steeper.
Mehr Motoren
für mehr Kontrolle
Die erste myoelektronische Hand kam
bereits Anfang der 1980er-Jahre auf den
Tiziano Bordonzotti, Area Sales Manager
bei Faulhaber Minimotor
Ellen-Christine Reiff, Redaktionsbüro Stutensee
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