Prothese Utah Bionic Leg

Fast so gut wie ein biologisches Bein

17. Oktober 2022, 11:20 Uhr | Kathrin Veigel
Das Utah Bionic Leg soll Personen mit Amputationen der unteren Extremitäten ein ganz neues Gehgefühl ermöglichen.
© University of Utah

Forscher der University of Utah haben eigenen Angaben zufolge die fortschrittlichste KI-gestützte Prothese entwickelt, die »jemals geschaffen« wurde. Gemeinsam mit dem Prothesenhersteller Ottobock will man das bionische Bein jetzt weltweit auf den Markt bringen.

Das Utah Bionic Leg kombiniert Motoren, Prozessoren und künstliche Intelligenz (KI) und soll Amputierten die Kraft und Mobilität geben, um Bewegungen auszuführen, die für Durchschnittsmenschen selbstverständlich sind.

Amputierte verlassen sich auf ihre intakten Beine und ihren Oberkörper, um den fehlenden Halt durch ihre Prothese auszugleichen. Mit dem Utah Bionic Leg ist dies weniger ein Problem, da die erhöhte Kraft der Prothese die Mobilität erleichtert.

Technologie funktioniert wie Muskelzellen

Die Technologie, aus der das bionische Bein besteht, »funktioniert im Grunde wie die Muskelzellen im Nervensystem des Beins«, so Tommaso Lenzi, außerordentlicher Professor an der Fakultät für Maschinenbau und Direktor der Universität des Bionic Engineering Lab.

Um die Position des Beins im Raum zu bestimmen, kommen speziell entwickelte Kraft- und Drehmomentsensoren sowie Beschleunigungsmesser und Gyroskope zum Einsatz. Die Sensoren sind mit einem Computerchip verbunden, der die Sensoreingaben in Bewegungen der Prothesengelenke umsetzt.

Auf der Grundlage dieser Echtzeitdaten versorgt das Bein die Motoren in den Gelenken mit Strom, so dass sie beim Gehen, Aufstehen, Treppensteigen und -gehen oder beim Umgehen von Hindernissen helfen können.

Prothese wie eine intakte Extremität steuern

Das intelligente Übertragungssystem der Beinprothese verbindet die Elektromotoren mit den Robotergelenken. Dieses optimierte System passt das Verhalten der Gelenke für jede Aktivität an, im Prinzip wie eine Gangschaltung beim Fahrrad. Amputierte können die Prothese dank der Roboter-Knie-, Knöchel- und Zehengelenke über einen längeren Zeitraum genauso intuitiv und effektiv steuern wie eine intakte Extremität.

Ein weiterer Vorteil der neuartigen Prothese ist, dass sie sehr leicht ist. Sie wiegt etwa sechs Pfund, das ist die Hälfte des Gewichts des nächstleichteren bionischen Beins. Schwere Prothesen sind für Amputierte schwieriger zu nutzen, da sie mehr Energie erfordern und es schwieriger ist, die Prothese am Stumpf des Nutzers befestigt zu halten.

Im Rahmen der Zusammenarbeit von Ottobock und der University of Utah entsteht derzeit ein hochmodernes Bewegungsanalysesystem, das eine kraftmessende Treppe und ein Laufband, 3D-Bewegungserfassungskameras und andere Instrumente umfasst. Damit sollen der Nutzen des Utah Bionic Leg für Amputierte weiter erforscht und künftige Optimierungen entwickelt werden. (kv)


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