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Das smarte Exoskelett sagt Stürze voraus und verhindert sie

Matt Burgess 12.05.2017

Schweizer Biomedizin-Ingenieure haben ein smartes Exoskelett entwickelt. Es kann automatisch das Gleichgewicht halten und so Senioren, Amputierten und Parkinsonpatienten helfen, sicher zu laufen.

Jährlich sterben mehr als 420.000 Menschen nach Stürzen und mehr als 37 Millionen Mal verletzen sich Personen bei Stürzen schwer, dass sie ärztlich betreut werden müssen. Über-65-Jährige sind dabei besonders gefährdet, sie fallen im Vergleich zu anderen Altersgruppen überproportional oft hin.

Eine Gruppe von Biomedizin-Ingenieuren hat sich dieses Problems angenommen und ein smartes Exoskelett entwickelt, das sich an seinen Träger anpasst und vorhersagen kann, wann dieser vermutlich stürzt. Der Stützanzug registriere, „wenn sich die Person anders bewegt als zuvor“, sagt Silvstro Micera, Hauptautor der Studie der École Polytechnique Fédérale des Lausanne im Gespräch mit WIRED. „Dann steuert das Exoskelett sofort gegen, indem es an der Hüfte stabilisiert.“ So werde ein Sturz möglicherweise verhindert.

Das Exoskelett heißt Active Pelvis Orthosis (APO) und soll nicht nur älteren Menschen helfen, sondern auch denen, die ein Bein verloren haben oder durch die Parkinsonkrankheit nicht mehr stabil laufen können. Zehn Menschen haben APO bereits getestet, acht Senioren und zwei Amputierte. Sie wurden gebeten, auf einem Laufband zu gehen, so schnell wie sie wollten.

Das Laufband war allerdings präpariert: Um der Realität nahe zu kommen, bewegte es sich auch mal hin und her und machte so den Untergrund unsicher für die Testpersonen. Sobald einer der Probanden zu stolpern begann, reagierte das Exoskelett: Entsprechend dem Gewicht der Person stützte es genau dort, wo diese aus der Balance geriet. Die Erkenntnis: Bei den Senioren funktionierte das besser als bei den bei den Menschen, denen ein Bein fehlte.

Studienautor Micera sagt, APO benötige drei Minuten, um sich auf den jeweiligen Träger einzustellen und lerne in fünf Schritten, wie dieser sich bewege. Sensoren zeichnen das Muster auf. „Dann greift ein einfacher Algorithmus, der aus dem vorherigen Schritt den vermutlich nächsten ableitet“, erklärt Micera. „Sobald ein Unterschied zu spüren ist zwischen dem, was APO vorhersagt und dem, was das Exoskelett tatsächlich misst, greift er korrigierend ein.“

Die APO-Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Health Sciences veröffentlicht. Dort ist nachzulesen, dass das smarte Exoskelett nur Millisekunden benötigt, um auf Unregelmäßigkeiten im Bewegungsablauf zu reagieren. Der Nutzer müsse dazu nicht einmal lernen, mit APO umzugehen.

Micera will sein Exoskelett nun auch im Gelände testen. Die Laborsituation habe schon gezeigt, dass APO Stürze verhindern könne, dies müsse nun noch für die realistische Situation bewiesen werden. Außerdem soll das Exoskelett weiter verfeinert werden, damit sein Gewicht und Umfang den Träger nicht zu stark belasten. Derzeit sei das Gerät zu klobig. Sollte APO auf den Markt kommen, müsse das anders werden.

Dieser Artikel erschien zuerst bei WIRED UK.
Das Original lest ihr hier.

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