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IT for Health 2 / 2019

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xxxxxx So kommt Robotik

xxxxxx So kommt Robotik in der Medizin zum Tragen Grafik: FrankRamspott / iStock.com 30

Medizinische Robotik verbindet Mensch und Maschine. Was nach Science-Fiction klingt, ist heute schon Realität. An der ETH Zürich entwickeln Forscher Methoden, um gelähmten Menschen zu ermöglichen, wieder zu gehen – und Wettkämpfe zu bestreiten. Autoren: Joël Orizet, Oliver Schneider Treppensteigen, eine Jacke anziehen, einen Nagel in die Wand schlagen oder eine Kiste Mineralwasser herumbugsieren. Für die meisten Menschen sind das alltägliche Aktivitäten, an die kaum je ein Gedanke verschwendet wird. Für Maria Rosanna Fossati, Florian Hauser und Thomas Krieg sind es Herausforderungen – und Wettkampfdisziplinen. Die drei Sportler messen sich Ende August im Hauptbahnhof Zürich an der «Cybathlon Experience». Der Event, ein Vorgeschmack auf den grossen Cybathlon 2020 im kommenden Jahr, lässt Sportler mit Behinderungen im Rahmen von «Weltklasse Zürich» gegeneinander antreten. Maria Rosanna Fossati vom Team «Softhand Pro» muss mit ihrer Armprothese unter Zeitdruck verschiedene Aufgaben erfüllen. Florian Hauser überwältigt für das Team «HSR Enhanced» im Rollstuhl einen Hindernisparcours – samt geschlossener Tür. Und der querschnittgelähmte Bobfahrer Thomas Krieg, am Start für das Team «Varileg Enhanced», tritt mit Unterstützung eines robotischen Exoskeletts zum Wettkampf an. Die Teilnehmer des Cybathlons haben eines gemeinsam: Ihnen allen hilft Robotik, die Grenzen des eigenen Körpers zu überschreiten; wieder gehen, greifen oder tragen zu können. 77 Teams aus 27 Ländern wetteifern um eine Goldmedaille. Den Cybathlon kann man sich vorstellen als Olympiade für Menschen mit körperlicher Beeinträchtigung, die mithilfe technischer Assistenzsysteme verschiedene Aufgaben lösen, die von Aktivitäten des täglichen Lebens inspiriert sind. 15 Studierende treten mit dem Exoskelett Varileg Enhanced an. Es ist gewissermassen ein Anzug aus Aluminium, Karbon und vier Präzisionsmotoren. Die entsprechende Software besteht aus über 10 000 Zeilen Programmiercode. Das Ganze entstand im Rahmen eines Ausbildungsprojekts der ETH Zürich und der Hochschule für Technik Rapperswil. Ziel ist es, neue Ansätze zu entwickeln und diese auf die Probe zu stellen. Und das übergeordnete Ziel: einem querschnittgelähmten Menschen zu ermöglichen, wieder aufrecht zu gehen. vatpersonen. «Wer bereits ein Produkt hat, ist in einer guten Ausgangslage», sagt Gassert. Rewalk habe damals das Rennen gemacht, weil die Firma ein sehr leichtes und dennoch robustes System entwickelt hatte, das passgenau auf den Piloten zugeschnitten gewesen sei. Dieser sei zudem sehr gut mit dem Exo vertraut gewesen. Die Studierenden hinter Varileg 2 hatten hingegen wenig Zeit zum Trainieren. Schliesslich hätten sie den Prototyp in nur wenigen Monaten auf die Beine stellen müssen. Für die aktuelle Version von Varileg mussten die Studierenden einige Hindernisse bewältigen: Gewicht reduzieren, Robustheit und strukturelle Stabilität erhöhen, mehr Drehmoment fürs Treppensteigen. Und: ein besseres Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine. Hier liegt der Schlüssel zum Umgang mit einem Exoskelett: Personalisierung und Übung. «Es ist eine Ko- Entwicklung», sagt Gassert. «Man muss das Gerät möglichst individuell anpassen. Und umgekehrt muss sich der Nutzer an das Gerät anpassen, indem er lernt, Bewegungen auf eine andere Art und Weise auszuführen.» Zeigen, was möglich ist – und was nicht Für die Unternehmen, die am Cybathlon teilnehmen, geht es sicher auch ums Marketing, wie Gassert sagt. Die Forschungslabore haben jedoch anderes im Sinn: Das eine Ziel besteht PRODUKTE & TECHNIK Eine Ko-Entwicklung von Forschern und Betroffenen Beim ersten Cybathlon, das war vor drei Jahren, trat das ETH- Team mit einem früheren Prototyp an. Dieser schaffte es auf Platz 5 von 7. «Im Gegensatz zur heutigen Version hatten wir Varileg 2 allerdings nicht speziell für den Cybathlon, sondern für Forschungszwecke konzipiert», sagt Roger Gassert, Professor für Rehabilitationstechnik an der ETH Zürich. Gassert betreut das Team mit und ist Vizepräsident des strategischen Rats des Cybathlon. Die Goldmedaille gewann damals kein Forschungslabor, sondern das US-amerikanische Unternehmen Rewalk. Seit 2011 bietet es Rehabilitationskliniken tragbare, motorisierte Exoskelette an. Und seit 2014 adressiert das Unternehmen auch Pri- Thomas Krieg absolviert den Parcours der Cybathlon Experience mit einem Exoskelett. 31

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