11.07.2018

Innovative Handprothesensteuerung entwickelt

Göttingen – Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) haben eine selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Das neue Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Die Studie wurde im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ veröffentlicht.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings nur die Steuerung einer einzelnen Funktion zur gleichen Zeit. So kann die Prothese entweder geöffnet oder gedreht werden, nicht aber beides gleichzeitig, so wie man es von gesunden Händen gewohnt ist.
Ein neues Verfahren, das Forscher der UMG entwickelt haben und das nun im Alltag getestet wird, erlaubt es, mehrere Funktionen der Hand, zum Beispiel Öffnen und Drehen, gleichzeitig und unabhängig voneinander zu benutzen. „Für mein Gehirn ist das neue Verfahren wie Weihnachten und Ostern an einem Tag. Ich kann jetzt zwei Dinge auf einmal machen“, sagt Jörg Othmer, der das neue Prothesenverfahren testet. „Das System lernt für mich und macht, was ich möchte. Es dient mir sozusagen. Das bringt mir eine neue Lebensqualität.“
Die schwachen elektrischen Signale der Muskulatur im Armstumpf werden von acht im Prothesenschaft integrierten Elektroden aufgenommen, verstärkt und an einen ebenfalls im Schaft integrierten Mini-Computer geschickt. Auf diesem interpretiert ein Algorithmus, der zuvor auf den jeweiligen Patienten trainiert wurde, die Signale. Grundlage ist das maschinelle Lernen. Der Algorithmus kann so aus den acht Signalen die Absicht des Patienten ableiten und entsprechende Steuersignale an die Prothesenmotoren schicken. Der neu entwickelte Prototyp erkennt dabei nicht nur die Art der Funktion, sondern auch die vom Patienten gewünschte Geschwindigkeit der Bewegung und zwar unabhängig für jede der beteiligten Funktionen.
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