Fußball-WM 2014 Technik aus München ermöglicht ersten Kick

Prof. Gordon Cheng leitet das Institut für Kognitive Systeme, Technische Universität München. Die Inspiration für das Projekt »Walk again« und somit für die Sensorhaut resultierte aus einer Zusammenarbeit Chengs mit Prof. Nicolelis aus dem Jahr 2008. Damals ließ Nicolelis einen Affen auf einem Laufband gehen, und mit Hilfe von dessen Hirnsignalen brachte Cheng seinen humanoiden Roboter in Kyoto zum Laufen.
Prof. Gordon Cheng leitet das Institut für Kognitive Systeme, Technische Universität München. Die Inspiration für das Projekt »Walk again« und somit für die Sensorhaut resultierte aus einer Zusammenarbeit Chengs mit Prof. Nicolelis aus dem Jahr 2008. Damals ließ Nicolelis einen Affen auf einem Laufband gehen, und mit Hilfe von dessen Hirnsignalen brachte Cheng seinen humanoiden Roboter in Kyoto zum Laufen.

Die Fußball-WM steht kurz bevor. Den ersten Ball wird ein querschnittsgelähmter Mensch spielen. Seit Monaten trainieren acht von der Hüfte abwärts gelähmte Frauen und Männer für diesen einen Tritt. Dabei hilft ihnen ein Exoskelett mit Technik aus München.

Den ersten Kick der diesjährigen Fußball-WM wird ein querschnittsgelähmter Mensch ausführen. Möglich macht dies ein Exoskelett, das mit Hilfe von Gedanken gesteuert wird. Das Projekt heißt »Walk Again«. Für das internationale Projekt konnte Prof. Miguel Nicolelis von der Duke University in den USA und dem Internationalen Institut für Neurowissenschaften von Natal in Brasilien mehr als hundert Wissenschaftler begeistern. Unter ihnen auch der Leiter des Instituts für Kognitive Systeme an der Technischen Universität München (TUM), Prof. Gordon Cheng.

Die Forscher entwickelten ein Exoskelett, das mit Hilfe von Gedanken gesteuert wird. Das System misst die elektrische Hirnaktivität des Menschen und wandelt diese Information in eine Bewegung um – einen Schritt, einen Tritt gegen einen Ball. Das Besondere daran ist aber auch, dass die Probanden Rückmeldung mittels einer sensitiven, künstlichen Haut bekommen. Und diese Haut wurde in Chengs Institut in München entwickelt. »CellulARSkin« heißt die Technologie.

Die Inspiration für das Projekt »Walk again« und somit für die Sensorhaut resultierte aus einer Zusammenarbeit Chengs mit Prof. Nicolelis aus dem Jahr 2008. Cheng: »Miguel ließ in North Carolina einen Affen auf einem Laufband gehen, und mit Hilfe von dessen Hirnsignalen brachte ich meinen humanoiden Roboter in Kyoto zum Laufen.« Aus der Zusammenarbeit entstand das Projekt, das jetzt querschnittsgelähmten Menschen wieder das Laufen ermöglicht. »Unser Gehirn ist sehr anpassungsfähig, wenn es darum geht, körperliche Fähigkeiten durch die Verwendung von Werkzeugen zu erweitern«, sagt Cheng, »wie zum Beispiel beim Autofahren oder beim Essen mit Stäbchen. Nach dem Kyoto-Experiment waren wir uns sicher, dass das Gehirn auch einen gelähmten Körper befreien könnte, mittels eines externen Körpergerüsts wieder zu gehen.«

Bilder: 6

Fußballspielen mit Exoskelett

Die Fußball-WM steht kurz bevor. Den ersten Ball wird ein querschnittsgelähmter Mensch spielen. Seit Monaten trainieren acht von der Hüfte abwärts gelähmte Frauen und Männer für diesen einen Tritt. Dabei hilft ihnen ein Exoskelett mit Technik aus M

Gesagt, getan.

Den Schritt vom vom Affen gesteuerten Roboter bis hin zu einem vom Menschen gesteuerten Exoskeletts war allerdings von einigen technologischen Fortschritten abhängig. Um dem Menschen ein besseres Sicherheitsgefühl zu geben und auch für die Steuerung des Exoskeletts war zusätzlich ein Tastsinn erforderlich: Dem gelähmten Menschen sollte das Gefühl vermittelt werden, mit beiden Beinen den Boden zu berühren.

Als nun Cheng 2010 das Institut an der TUM gegründete, setzte er den Schwerpunkt darauf, die Technik der taktilen Wahrnehmung für robotische Systeme voranzutreiben. Mit CellulARSkin hat er ein Konzept für ein robustes und selbstorganisierendes Sensornetzwerk entwickelt, das nun am Exoskelett in Brasilien zur Anwendung kommt.

Die Basis des »CellulARSkin« bildet ein sechseckiges Paket aus einem energieeffizienten Mikroprozessor sowie zahlreichen Sensoren zur Erfassung von Berührungsnähe, Druck, Vibration, Temperatur und Bewegung im dreidimensionalen Raum. Die sechseckigen zellen werden dann in bienenwabenförmigem Muster vernetzt (siehe Bildergalerie).