Intelligente Leggings als Gehhilfe

31. März 2016, 13:17
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Ein lernfähiges Kleidungsstück stützt und entlastet Menschen, die nicht ohne Hilfe gehen können. Es kann unauffällig unter der Kleidung getragen werden

Schon von Geburt an oder nach einem Schlaganfall sind manche Menschen beim Gehen beeinträchtigt. Stützen, die aber meist schwer und unflexibel sind, unterstützen Betroffene bisher beim Gehen, passen sich aber nur teilweise an den Bewegungsablauf an. Forscher der Züricher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) entwickeln nun ein so genannten Soft-Exoskelett, das lernfähig sein soll und sich je nach Bewegung versteift oder weich wird.

Das innovative Gewebe wird mit Sensoren ausgerüstet, mit deren Hilfe eine integrierte Elektronik die Bewegung der betroffenen Gliedmassen lernt und diese dann im richtigen Augenblick stützt, entlastet oder frei bewegen lässt. Die Konstruktion soll dünn und bequem sein und wie Leggings oder Socken den ganzen Tag unter der Kleidung getragen werden können. Das Projekt trägt den Titel XoSoft. Mit der Entwicklung wurde im Februar 2016 begonnen. Einen ersten Prototyp planen die Forschenden bereits im ersten Jahr des dreijährigen Projekts.

Ein Anwendungsbeispiel für XoSoft sei der Fallfuss, so Christoph Bauer, Physiotherapie-Forscher an der ZHAW. Das betreffe Patienten, bei denen beispielsweise die vordere Seite der Fußmuskeln gelähmt sei, der Fuß dadurch herunterhänge und beim Gehen schleife. "XoSoft könnte beispielsweise mit Sensoren erkennen, wann die Schwungphase beginnt, und dann dem Antriebselement übermitteln, wann er stabilisieren soll. Oder dadurch sogar eine Bewegung auslösen, die den Fuß hochzieht. Beim Landen würde das Exoskelett dann wieder weich werden. Das können herkömmliche feste Hilfsmittel, so genannte Orthesen, im Moment nicht."

Gang wird exakt gemessen

Das Prinzip hinter dem sich in der Festigkeit verändernden Material sind Strukturen, die auf elektrische Felder reagieren. Dieses Material entwickeln Projektpartner vom Italian Institute of Technology IIT.

"Der Bewegungsablauf wird über Algorithmen erfasst, welche die Daten der eingesetzten Sensoren auswerten", erklärt Konrad Stadler, der im Bereich Regelungstechnik an der ZHAW School of Engineering forscht. Dahinter stecke ein Modell der Bewegungsabfolgen beim Gehen, das auf den jeweiligen Patienten angepasst werde.

Während der Entwicklung werden der Prototyp und die Software regelmässig im Bewegungslabor des Instituts für Physiotherapie der ZHAW getestet und ausprobiert. Dort arbeitet Bewegungswissenschaftlerin Eveline Graf mit sehr präzisen Messmethoden um zu kontrollieren, ob die Algorithmen den Bewegungsablauf auch in gewünschter Weise unterstützen. "Wir können die menschliche Haltung und den Gang exakt messen und erkennen sofort, ob Prototypen von XoSoft das Gehen wie gewünscht unterstützen oder ob Anpassungen an Material oder Software notwendig sind", erklärt Graf. (idw, 31.3.2016)

  • Die Leggins kann mit Sensoren erkennen, wann die Schwungphase beginnt, und dann dem Antriebselement übermitteln, wann er stabilisieren soll. Oder sogar eine Bewegung auslösen, die den Fuß hochzieht.
    foto: zhaw

    Die Leggins kann mit Sensoren erkennen, wann die Schwungphase beginnt, und dann dem Antriebselement übermitteln, wann er stabilisieren soll. Oder sogar eine Bewegung auslösen, die den Fuß hochzieht.

  • Der Bewegungsablauf wird über Algorithmen erfasst, die die Daten der eingesetzten Sensoren auswerten.
    foto: zhaw

    Der Bewegungsablauf wird über Algorithmen erfasst, die die Daten der eingesetzten Sensoren auswerten.

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