Medizintechnik EPFL-Forschende bauen weiche «Roboter-Muskeln»

LAUSANNE - VD - EPFL-Forschende haben weiche «Roboter-Muskeln» für medizinische Geräte und eine Software für deren Design entwickelt. Damit haben sie bereits den Prototyp eines Gürtels entworfen und konstruiert, der Schlaganfallpatienten bei der Reha unterstützen soll.

Weiche «Roboter-Muskeln» für Reha-Geräte von EPFL-Forschenden play
Aus günstigen Materialien hergestellt: Der «Roboter-Muskel» besteht aus «Ballons» aus rosa Kunststoff und Angelschnur. Wird Luft hineingepresst, streckt er sich in die Länge. Marc Delachaux / EPFL 2016

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Bei Robotern denken viele an metallische, harte Maschinen. Forscher bauen Roboter aber mehr und mehr auch aus weichen und flexiblen Materialien. Eine Anwendung dafür ist beispielsweise der Reha-Bereich, wo weiche Exoskelette und andere Stützstrukturen Patienten unterstützen können. Die weichen Strukturen bergen dabei kaum Verletzungsgefahr.

Eine Forschungsgruppe der ETH Lausanne (EPFL) um Jamie Paik stellt nun im Fachblatt «Soft Robotics» einen Gürtel vor, der Schlaganfallpatienten bei Reha-Übungen stützen und in der Bewegung unterstützen kann, wie die Hochschule am Mittwoch mitteilte. Ein wichtiger Bestandteil sind dabei muskelartige Antriebselemente, die durch Ändern des Luftdrucks verlängert, verkürzt oder gebogen werden.

Diese Elemente des Gürtels bestehen aus länglichen «Ballons» aus rosa Gummi und Angelschnur. Die Angelschnur ist so darum gewickelt, dass sie die Ausdehnungsrichtung des künstlichen «Muskels» sehr exakt bestimmt. «Im Moment ist der Gürtel noch an ein System externer Pumpen angeschlossen», sagte Studienautor Matthew Robertson gemäss der Mitteilung. Ziel sei jedoch, das Pumpensystem soweit zu verkleinern, dass es sich in den Gürtel integrieren lässt.

Da das Design solcher weichen Roboter nicht ganz einfach ist - die weichen Elemente haben mehr Bewegungsgrade als feste Gelenke in einem herkömmlichen Roboter -, haben die EPFL-Forschenden um Paik ausserdem ein Computermodell entwickelt, das dabei helfen soll. Die Simulation sagt voraus, wie sich eine Reihe Elemente aus Luftkammern genau ausdehnt und bewegt. Diese Arbeit haben sie kürzlich im Fachblatt «Scientific Reports» präsentiert.

Die «Roboter-Muskeln» seien aus kostengünstigen Materialien hergestellt und daher für die Massenproduktion geeignet, betonte die Forscherin Paik. Sie sind dabei nicht nur für medizinische Anwendungen einsetzbar. Auch für die Bewegung anderer weicher Roboter wären sie geeignet - beispielsweise wenn diese sich durch enge Spalte quetschen müssen, um nach Verschütteten zu suchen. (SDA)

Publiziert am 12.10.2016 | Aktualisiert am 12.10.2016
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