Prof. Elsa Kirchner (UDE) demonstriert Robert Habeck ein robotisches Exoskelett zur Reha von Schlaganfallpatient:innen. Ein Mitarbeiter des DFKI trägt das Exoskelett am Oberkörper zu Demonstrationszwecken
© DFKI/Andrea Fink

Exoskelette für Therapie und Raumfahrt

Prof. Elsa Kirchner empfängt Wirtschaftsminister Robert Habeck am Messestand

  • von Juliana Fischer
  • 20.11.2023

Ein robotisches Exoskelett führt die Bewegungen aus, die Patient:innen nach einem Schlaganfall neu lernen müssen: so kann die Schlaganfalltherapie künftig aussehen. Am Messestand von UDE-Professorin Elsa A. Kirchner und dem Deutschen Institut für Künstliche Intelligenz (DFKI) zeigte sich Vizekanzler Dr. Robert Habeck begeistert von den Möglichkeiten eines speziell für die Rehabilitation entwickelten Exoskeletts. Der Stand ist Teil des Markts der digitalen Möglichkeiten, der vom 20.-21. November den Digitalgipfel der Bundesregierung in Jena begleitet.

 „Das Exoskelett, das wir gerade in Jena vorstellen, hilft mit verschiedenen Therapiemodi die Motorik nach einem Schlaganfall wiederherzustellen“ erklärt Prof. Dr. Elsa Kirchner von der Universität Duisburg-Essen (UDE). Es wurde am DFKI speziell für die die Rehabilitation des Oberkörpers entwickelt. Für einseitig gelähmte Patient:innen besonders wichtig ist der sogenannte Mirror-Modus. „Hier erkennt das Exoskelett die Bewegung des gesunden Arms – und spiegelt sie für den erkrankten Arm wider“, so Kirchner. Einmal angezogen erkennt der Roboter jedoch nicht nur die Bewegungen der Patient:innen, sondern auch deren Bewegungswünsche. „Dazu interpretiert das KI-System die Restmuskelaktivität oder die Gehirnaktivität und setzt sie direkt in Bewegung um.“

Zum Messen der Muskelaktivität sind bislang meist große, verkabelte Sensoranordnungen nötig. „Künftig soll die Aufzeichnung der Biosignale durch Terahertz-basierte Technologie erfolgen und die Nutzer:innen so wenig wie möglich einschränken“, so Kirchner. Gemeinsam mit Forschenden der UDE und weiteren Universitäten im Rhein-Ruhr-Gebiet forscht Kirchner daher an Terahertz-basierten Möglichkeiten des kontaktlosen Messens von Muskelaktivität und chiploser epidermaler Elektronik.

Die Exoskelette, die Elsa Kirchner entwickelt, können außerdem großen Nutzen für die Raumfahrt haben. Etwa indem sie Schwerelosigkeit auf der Erde simulieren und Astronaut:innen so ihre präzisen Arbeiten, wie feine Schraubarbeiten auf der ISS, trainieren können. In Jena stellt Kirchner derzeit zwei solcher Forschungsvorhaben der UDE in Kooperation mit dem DFKI vor. „Dazu ist es erforderlich, dass das Skelett das Gewicht der Arme der Astronaut:innen erkennt und je nach Gravitationsstärke kompensiert, sodass sich die Arme z.B. so schwer wie auf dem Mond anfühlen“. Im Gegensatz etwa zum Parabelflug wären Exoskelette kostengünstigere Optionen zur Simulation von Schwerelosigkeit. Die Forschungen zur Realisierung solcher Ansätze sind Teil der Vorhaben NoGravEx und GraviMoko und werden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des DLR Space2Health-Netzwerks gefördert.

Prof. Dr. Elsa A. Kirchner leitet an der Universität Duisburg-Essen das Fachgebiet Systeme der Medizintechnik. Am Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen leitet sie außerdem das Team Intelligent Healthcare Systems.

Weitere Informationen

Prof. Dr. Elsa A. Kirchner, Systeme der Medizintechnik, Tel. 0203 379 4135, elsa.kirchner@uni-due.de

https://www.uni-due.de/terahertz-systeme/

 

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