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EXO-Forschung und -Design an der TU Dresden

Forschung · Kooperation · Studium · TU Dresden · 19. Januar 2023 · Julia Schneider ·
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Durch zahlreiche erfolgreiche Projekte und langfristige Kooperationen hat das Team vom Technischen Design ein umfangreiches Knowhow im Bereich der Exoskelett- und Exosuit-Design aufgebaut. In Dresden wird die Entwicklung von Exoskeletten in unterschiedlichen Formaten vorangetrieben und gleichzeitig wird explizit das User-Experience von Exoskeletten im Arbeitsumfeld erforscht. So können die entwickelten Designkonzepte durch die anstehende User-Experience-Evaluation auch die Designforschung deutlich voranbringen.

Einer unserer Partner ist Aries Lab an der Universität Heidelberg, eine führende Einrichtung auf dem Gebiet der Exosuit-Forschung in Deutschland. Sie besitzt große Erfahrungen auf dem Feld der robotergestützten Rehabilitation und der assistiven Technologie, mit besonderem Fokus auf die Steuerungs- und Antriebstechnik. Zusammen mit dem Team von Prof. Lorenzo Masia wurden bereits zwei gelungene Projekte in Zusammenarbeit mit dem Aries Lab abgeschlossen werden.

Aries Lab entwickelte einen sehnengesteuerten, tragbaren und weichen Exo-Glove. Dieser aktuelle Ansatz bietet ein hohes Potenzial Patienten dabei zu helfen, verlorene Funktionen ihrer Hände wiederherzustellen und eine größere Autonomie in ihrem Alltagsleben zu erlangen. In seinem Forschungspraktikum hat Stefan Teubner eine umfangreiche Nutzer- und Anforderungsanalyse durchgeführt, die sehr wertvolle Erkenntnisse für die weitere Entwicklung des Exo-Gloves lieferten. Seine Produktvision stellt einen zweiteiligen Handschuh, bestehend aus einem komfortablen Einlage und einem strapazierfähigen Außenhandschuh mit integrierter Sensorik zur Bewegungserkennung dar. Durch die vorgesehene Verbesserung der physischen Schnittstellen wird das Anziehen und Anpassung der Handschuhe auch für Patienten mit verkrampften Fingern möglich. Außerdem kann mit Hilfe der durchdachten Designsprache eine Stigmatisierung der Patienten vermieden werden. Mit seinem Design war Stefan sogar bei der Ausstellung der German Design Graduates 2022 in Pillnitz vertreten. Schaut euch gern das Projekt auf der gdg Graduates Platform an.

Die Innovation hinter dem Aries.Glove: Die menschliche Hand ist nicht nur eine der komplexesten anatomischen Strukturen, sondern vor allem das wichtigste Interface für die Verwendung von Arbeitswerkzeugen und die Durchführung von Aktivitäten des täglichen Lebens (ADLs). Leider beeinträchtigen neuromuskuläre Erkrankungen und traumatische Ereignisse die Funktion der Hand und verschlechtern die Lebensqualität betroffener Personen erheblich. Die medizinische Rehabilitation der Hand bleibt auf viele Arten eine Herausforderung. ©Stefan Teubner
Konzeptskizze zum Aries.Glove. ©Stefan Teubner

Obwohl Hilfsexoskelette nicht ganz neu sind, waren sie in den letzten Jahren aufgrund von geringerer Akzeptanz selten auf dem Markt zu finden. Trotzdem konzentrieren sich immer mehr kommerziell relevante Unternehmen auf die Entwicklung und Umsetzung neuer Exo-Konzepte, insbesondere im Bereich der Arbeitssicherheit, und sind in der Lage, durch benutzerzentrierte Design-Ansätze eine hohe Marktakzeptanz zu erreichen. Infolgedessen entwickelt sich auch die Forschung an assistierenden Systemen in technischer Hinsicht weiter. Prof. Lorenzo Masia und sein Team an der Universität Heidelberg zeigen die nächste relevante Generation: „Aktive Exoskelette“ für beeinträchtigte Personen. Das bedeutet, dass die Bewegung nicht nur passiv durch mechanische Komponenten (z.B. Stellglieder) unterstützt wird, sondern durch regelgeführte und von künstlicher Intelligenz gesteuerte Aktuatoren.

Mehr zu dem Thema findet ihr nächste Woche hier bei unserem TD Blog!

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