Selbstbestimmt gehen trotz Lähmung: Mechatronische, adaptive Fußeinheiten des Servus-RGS-Adapt Exoskeletts

In Kürze

Der Hersteller von Orthesengelenken für die Orthopädietechnik ORTHO-SYSTEMS hat das Servus-RGS-Adapt Exoskelett entwickelt, welches unterkörper-gelähmten Personen ermöglicht, wieder selbstständig ohne Gehstock oder Rollator zu laufen. Die Gruppe Bionik und Antriebstechnik des Fraunhofer IPA hat dank adaptiver Fußeinheiten ermöglicht, nicht mehr nur gerade Strecken zu bewältigen, sondern auch Steigungen bis zu 7°, sodass  die Selbständigkeit und Mobilität des Trägers erhöht wird.

Im Detail

Das Servus-RGS Exoskelett ermöglicht das Laufen durch leichte seitliche Gewichtsverlagerungen der Hüfte. Dabei wird stets das der Gewichtsverlagerung gegenüber liegende Bein zum Spielbein und erzeugt ein kontrolliertes Kippen in Laufrichtung. Der Träger steht auf bzw. in dem reziproken Exoskelett. Dessen Füße stehen auf Fußeinheiten, bestehend aus einer Fuß- und Bodenplatte, die je nach Beugekontrakturen des Patienten, in einem vom Orthopädietechniker fest definierten Winkel zueinander stehen. Für ebenerdige Untergründe, zum Beispiel innerhalb der Wohnung, zielführend, ist dieses System jedoch aufgrund des Kippens bei Unebenheiten nicht für Rampen und schräge Gehsteige geeignet.

Unser Lösungsansatz besteht in der Erweiterung der Fußeinheiten um ein mechatronisches Adaptionssystem: Adaptive Fußeinheiten. Über elektromechanische Antriebe kann eine zusätzliche dritte „Boden-Platte“ unterhalb des ursprünglichen Systems an Neigungen von bis zu 7° angepasst werden. Der Algorithmus zur Neigungserfassung und Antriebs-Positionierung wurde am Fraunhofer IPA konzipiert und auf einer mikrocontrollerbasierten Elektronik realisiert. Tests im Ganglabor und auf unserem Campus haben den Funktionsnachweis erbracht und die zweijährige Entwicklungs- und Projektarbeit belohnt.