{"id":1075,"date":"2019-05-14T15:41:54","date_gmt":"2019-05-14T13:41:54","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.zhaw.ch\/vitamin-g\/?p=1075"},"modified":"2022-04-11T12:07:00","modified_gmt":"2022-04-11T10:07:00","slug":"hightech-hosen-fuer-einen-sicheren-gang","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.zhaw.ch\/vitamin-g\/hightech-hosen-fuer-einen-sicheren-gang\/","title":{"rendered":"HIGHTECH-HOSEN F\u00dcR EINEN SICHEREN GANG"},"content":{"rendered":"\n

Menschen mit eingeschr\u00e4nkter Mobilit\u00e4t sind h\u00e4ufig auf eine Gehhilfe angewiesen. Forschende der ZHAW haben die letzten drei Jahre lang an einer Leggins gearbeitet, die dereinst Gehstock und Rollator abl\u00f6sen k\u00f6nnte.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

VON TOBIAS H\u00c4NNI <\/p>\n\n\n\n

Seit zw\u00f6lf Jahren geht Max Wiederkehr wie auf Stelzen. Bei einer komplizierten und riskanten Tumoroperation wurde sein R\u00fcckenmark irreparabel besch\u00e4digt, seither hat der 72-J\u00e4hrige eine inkomplette Paraplegie. \u00abAm Anfang konnte ich meine Beine \u00fcberhaupt nicht mehr bewegen\u00bb, erz\u00e4hlt der Dietiker. Heute kann er wieder Gehen \u2013 dank drei Monaten intensivster Therapie. \u00abMein Gang ist jedoch instabil, mein rechtes Bein schlenkert nach aussen\u00bb, sagt Wiederkehr. Ausserdem fehlt ihm das Gef\u00fchl in den Beinen, weshalb er das Gehen mit Stelzenlaufen vergleicht. Mit seiner inkompletten Querschnittl\u00e4hmung geh\u00f6rt Max Wiederkehr zu jenen Menschen, die in ihrer Mobilit\u00e4t eingeschr\u00e4nkt sind. Und diese Gruppe w\u00e4chst: Mit der Alterung der Gesellschaft nimmt auch die Zahl der Personen mit Gehbeschwerden zu. Alleine in Europa sind derzeit 40 Millionen Menschen altersbedingt, wegen eines Unfalls oder angeborener Behinderungen auf eine Gehhilfe angewiesen. Bloss: Diese Hilfen, Rollatoren zum Beispiel, sind sperrig und wenig flexibel. An einer besseren L\u00f6sung haben die vergangenen drei Jahre Physiotherapeuten und Bewegungswissenschaftlerinnen des Departements Gesundheit sowie Ingenieure der School of Engineering der ZHAW get\u00fcftelt \u2013 gemeinsam mit Partnern aus Deutschland, Island, Italien, Irland, Spanien, den Niederlanden und der Schweiz. Im Rahmen des EU-Forschungsprogramms Horizon 2020 hat das interdisziplin\u00e4re und internationale Forscherteam mit dem Projekt XoSoft den Prototyp einer intelligenten Leggins entwickelt, die Menschen mit eingeschr\u00e4nkter Mobilit\u00e4t im Alltag unterst\u00fctzen soll.<\/p>\n\n\n\n

Probanden f\u00fcr die Entwicklung zentral <\/h2>\n\n\n\n

W\u00e4hrend des Projekts war die Zusammenarbeit mit Betroffenen elementar. Auch Max Wiederkehr hat als Versuchsperson massgeblich zur Entwicklung des weichen Exoskeletts beigetragen, wie Eveline Graf, Co-Projektleiterin am Institut f\u00fcr Physiotherapie des Departements Gesundheit, sagt. Im departementseigenen Bewegungslabor wurden die Versionen des Prototyps und die Software regelm\u00e4ssig mit Wiederkehr und weiteren Probanden ge testet, wobei das Gangbild mit und ohne Leggins analysiert wurde. \u00abDie Inputs und Bed\u00fcrfnisse der Testpersonen sind laufend in die weitere Entwicklung der Leggins eingeflossen\u00bb, sagt Graf. Ebenso die R\u00fcckmeldungen aus Kliniken in Deutschland und den Niederlanden, wo der Prototyp mit Patienten getestet wurde. \u00abDieser benutzerzentrierte Ansatz fehlt bei solchen technischen Projekten h\u00e4ufig\u00bb, erg\u00e4nzt Markus Wirz, Co-Projektleiter und Leiter der Forschungsstelle Physiotherapiewissenschaft. Das habe zur Folge, dass Produkte oft an den Nutzern und deren Bed\u00fcrfnissen vorbei entwickelt werden. Bei XoSoft wurde die Nutzersicht von Anfang an miteinbezogen \u2013 auch dank der engen Zusammenarbeit zwischen dem Departement Gesundheit und der School of Engineering, an der ein Teil der Technik entwickelt und in die Leggins integriert wurde.<\/p>\n\n\n\n

\u00abDiese Zusammenarbeit war sehr wichtig. Weil wir auf keine Erfahrungen mit weichen Exoskeletten zur\u00fcckgreifen konnten, mussten wir mit den Probanden vieles einfach ausprobieren\u00bb, sagt Konrad Stadler vom Institut f\u00fcr Mechatronische Systeme an der School of Engineering. Es habe zahlreiche Zyklen mit Tests und Anpassungen gegeben. Dabei musste das 40-k\u00f6pfige Forscherteam auch viele Fragen zur Alltagstauglichkeit und Benutzerfreundlichkeit der Leggins kl\u00e4ren: Wie m\u00fcssen sie geschneidert sein, damit sie bei \u00e4lteren Menschen mit verminderter Muskulatur nicht runterrutschen? Wie k\u00f6nnen sie eng ansitzen und von Menschen mit wenig Kraft in den H\u00e4nden trotzdem leicht angezogen werden? Und wie lassen sie sich trotz der eingebauten Elektronik waschen?<\/p>\n\n\n\n

Gummib\u00e4nder unterst\u00fctzen Gelenke <\/h2>\n\n\n\n

Aus der dreij\u00e4hrigen Entwicklung ist ein Prototyp hervorgegangen, der zwar noch nicht alltagstauglich ist, mit dem im Labor der Gang der Testpersonen aber unterst\u00fctzt und stabilisiert werden konnte. In den Stoff der Hose und in Schuhsohlen eingen\u00e4hte Sensoren erfassen dabei die Bewegungen der einzelnen Gliedmassen. Die integrierte Software \u2013 ein lernf\u00e4higer Algorithmus \u2013 wertet die Daten der Sensoren aus und l\u00f6st je nach Bewegung im richtigen Moment sogenannte Aktuatoren aus: \u00fcber die Gelenke laufende Gummib\u00e4nder, die sich im Zusammenspiel mit Kupplungen an- oder entspannen und dabei die Gelenke st\u00fctzen, entlasten oder stabilisieren. \u00abIn den Gummib\u00e4ndern wird mittels der Kupplungen die Energie gespeichert, die durch die Bewegung selbst entsteht\u00bb, erkl\u00e4rt Konrad Stadler die Funktionsweise. Dadurch brauche die Leggins weniger Energie als bestehende steife Exoskelette. Ganz ohne \u00e4ussere Energiezufuhr kommt jedoch auch die Leggins nicht aus: Der Prototyp ist mit einem Schlauch an einen externen Kompressor angeschlossen, der mit Druckluft das f\u00fcr die Kupplung notwendige Vakuum erzeugt. \u00abUnsere Priorit\u00e4t lag darauf, zu zeigen, dass ein weiches Exoskelett mit B\u00e4ndern und Kupplungen funktionieren kann\u00bb, sagt Stadler. Mit der Optimierung der Kupplungen liesse sich in einem n\u00e4chsten Schritt die ben\u00f6tigte externe Energie aber wohl deutlich verringern \u2013 so dass daf\u00fcr beispielsweise eine tragbare Druckluftpatrone ausreichen w\u00fcrde. \u00abWir sehen zahlreiche M\u00f6glichkeiten, die Leggins weiter zu verbessern und die Komponenten zu verkleinern.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Derzeit kein passender Call <\/h2>\n\n\n\n

Ob und wann die Hightech-Leggins weiterentwickelt und eventuell zur Marktreife gebracht wird, steht derzeit in den Sternen. Im M\u00e4rz wurde das Projekt XoSoft mit einem letzten Konsortiumsmeeting abgeschlossen. \u00abMomentan gibt es im Rahmen von Horizon2020 keine passenden Calls, mit denen sich das Projekt in gleicher Weise fortf\u00fchren liesse\u00bb, sagt Eveline Graf. Unabh\u00e4ngig davon wird das daraus gewonnene Wissen vom Departement Gesundheit und der School of Engineering weiterverwendet \u2013 im Rahmen gemeinsamer studentischer Arbeiten werden alternative L\u00f6sungen entwickelt und erprobt. Max Wiederkehr hofft darauf, dass an der Leggins m\u00f6glichst bald weitergearbeitet wird. \u00abMein Gang hat sich mit dem Prototyp verbessert \u2013 auch wenn der Effekt noch klein ist\u00bb, sagt er. Die Technologie stecke noch in den Kinderschuhen, \u00abdoch der erste Computer war ja auch so gross wie ein Einfamilienhaus\u00bb. \/\/ <\/p>\n\n\n\n

\u00abVitamin G\u00bb, Seite 32-33<\/a><\/p>\n\n\n\n

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XOSOFT <\/h3>\n\n\n\n

Modulares Soft-Exoskelett zur Unterst\u00fctzung von Menschen mit eingeschr\u00e4nkter Mobilit\u00e4t<\/p>\n\n\n\n

Leitung (ZHAW-Institut f\u00fcr Physiotherapie)<\/strong><\/p>\n\n\n\n