“Robo-Arm” könnte Millionen helfen, die Armkraft wiederzuerlangen, sagen Forscher

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Forscher sagen, dass ein von ihnen entwickelter tragbarer Roboter, der wie eine äußere Muskelschicht wirkt, möglicherweise Millionen von Patienten mit Muskeldystrophie, Multipler Sklerose und Schlaganfall helfen könnte, verlorene Bewegung wiederzuerlangen.

Viele dieser Patienten haben aufgrund einer chronischen Schwäche ihrer Armmuskulatur oft Schwierigkeiten, Gegenstände zu heben oder zu tragen.

In Labortests steigerte Myoshirt die Hebeausdauer eines Patienten mit Muskeldystrophie und eines anderen mit einer Rückenmarksverletzung um bis zu 600 Prozent.

Seine Schöpfer an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) glauben, dass der Prototyp des Geräts innerhalb von zwei Jahren marktreif sein könnte.

Das Myoshirt wird wie ein Korsett getragen und kann die Armkraft um bis zu 600 Prozent steigern. /Florian Haufe

Das Myoshirt wird wie ein Korsett getragen und kann die Armkraft um bis zu 600 Prozent steigern. /Florian Haufe

Das Myoshirt ist ein weicher, tragbarer Exomuskel, der wie ein Korsett getragen wird, mit Manschetten für die Oberarme. In den Stoff eingebettete Sensoren, die an einer Steuerbox befestigt sind, verwenden einen Algorithmus, um die absichtlichen Bewegungen des Trägers und die dafür erforderliche Kraft zu erkennen.

Der leitende Forscher Michele Xiloyannis sagte gegenüber CGTN Europe: „Dieses Korsett wird am Rumpf (Rumpf) der Person befestigt. Zwei Ankerpunkte am Ober- und Unterarm sind durch künstliche Sehnen verbunden, die sich genau wie biologische Sehnen verhalten, aber stattdessen von Elektromotoren angetrieben werden unserer Muskeln.”

Xiloyannis trug das Gerät und demonstrierte, wie es funktioniert. „Myoshirt hat die Intelligenz, meine Bewegungen zu verstehen und ihnen zu folgen. Ich fühle mich durch den Roboter, der mit meinen Bewegungen synchronisiert ist, nicht eingeschränkt. Die Patienten können sich frei und natürlich bewegen, wie sie es ohne den Roboter tun würden, aber empfangen zusätzliche Unterstützung, da ihre biologischen Muskeln viel weniger Arbeit leisten müssen.”

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Xiloyannis sagte, dass das Myoshirt und die Kontrollbox immer mit den Bewegungen des Benutzers synchronisiert sind und an seine individuellen Vorlieben angepasst werden können, wobei der Träger das Gerät übersteuern kann.

Erste Tests fanden mit 12 Teilnehmern statt – zehn Personen ohne körperliche Beeinträchtigungen, eine Person mit Muskeldystrophie und eine Person mit einer Querschnittlähmung.

„In den Pilotversuchen mit Patienten war wirklich überraschend, dass das Gerät ihre Ausdauer um bis zu 600 Prozent steigern konnte“, sagte Xiloyannis.

„Außerdem zeigten die Tests mit den gesunden Teilnehmern, dass das Gerät parallel zu den menschlichen Muskeln arbeitete und die Anstrengung reduzierte, die von biologischen Muskeln benötigt wird, um eine Bewegung auszuführen. Insbesondere haben wir gezeigt, dass wir die Gravitationskräfte reduzieren können, da das Gerät Ihren Arm machen kann fast schwerelos fühlen.”

Nun ist eine größere Studie geplant.

Die künstlichen Sehnen von Myoshirt verhalten sich genau wie biologische Sehnen, werden aber von Elektromotoren statt von unseren Muskeln angetrieben. /Florian Haufe

Die künstlichen Sehnen von Myoshirt verhalten sich genau wie biologische Sehnen, werden aber von Elektromotoren statt von unseren Muskeln angetrieben. /Florian Haufe

Vorsichtiger Empfang

Xiloyannis sagte, dass aktuelle Therapiegeräte Ganzkörper-Exoskelette sind, die teuer, schwer und unhandlich sind.

Laut seiner Kollegin Marie Georgarakis „gibt es nur wenige technische Hilfsmittel, die Patienten direkt im Alltag nutzen und auf die sie bei der Durchführung von Übungen zu Hause zurückgreifen können. Diese Lücke wollen wir schließen.“

Laut Xiloyannis wird das Myoshirt „leicht, tragbar und einfach zu verwenden sein, damit die Menschen es in ihrem täglichen Leben verwenden können“.

Die britische Stroke Association begrüßte die Entwicklung von Myoshirt zurückhaltend.

Richard Francis, Head of Research der Stroke Association, sagte: „Obwohl diese Forschung interessant ist, brauchen wir weitere Forschung, um zu sehen, ob sie in einem Rehabilitationskontext für Schlaganfallpatienten nützlich ist – zum Beispiel, ob sie die Erholung der Armmuskulatur währenddessen behindert oder unterstützt Physiotherapie.

„Mit mehr Forschung könnte dieser Ansatz das Potenzial haben, eine vielversprechende Rehabilitationshilfe zu sein, um Menschen, die von Schlaganfall betroffen sind, zu helfen, ihre Kraft zu bewahren, Müdigkeit zu reduzieren und ihnen somit zu ermöglichen, ihren Fokus auf die Behandlung dieser anderen Probleme zu verlagern“, fügte er hinzu.

Sobald die Größe des Steuerkastens und des Motors reduziert wird, sagen die Forscher, dass das Gewicht des Geräts auf unter zwei Kilogramm halbiert wird und möglicherweise für etwa 5.000 US-Dollar erhältlich sein könnte.

Das Team arbeitet eng mit dem ETH-​Spin-​off MyoSwiss AG zusammen, das weiche Exoskelette herstellt und vertreibt.

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