Forscher analysieren Bewegungsabläufe in der Fabrik Hightech-Prothesen gleichen Handicap aus

Forscher analysieren Bewegungsabläufe in der Fabrik

Hightech-Prothesen gleichen Handicap aus

Anzeige
Um bessere Prothesen zu entwickeln, analysieren Wissenschaftler am Fraunhofer IPA natürliche Bewegungsabläufe. Die so gewonnenen Daten geben zugleich Aufschluss darüber, wie stark die Arbeit die einzelnen Körperteile belastet und ob Arbeitsabläufe verändert werden sollten.

Prothesen und Orthesen können Behinderten ein erhebliches Maß an Mobilität zurückgeben. Dies gelingt umso besser, je näher sie dem natürlichen Bewegungsablauf kommen. Mit einem künstlichen Bein lässt sich nur dann gut laufen, wenn das Kniegelenk die gleichen Bewegungsfreiheiten hat wie das natürliche Knie, und die gleichen Kräfte aufnehmen kann. Die Abteilung Biomechatronische Systeme des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA betreibt deshalb einen hohen Aufwand, um natürliche Bewegungsabläufe zu analysieren.

In einem eigens dafür eingerichteten Labor zeichnen synchronisierte Kameras aus unterschiedlichen Richtungen die Bewegungen von Personen auf und liefern so ein räumliches Bild. Zugleich registrieren Kraftmessplatten, die in den Boden integriert sind, die Belastungen. Daraus lassen sich alle Kräfte ermitteln, die in den Muskeln, Sehnen und Gelenken bei den jeweiligen Verrichtungen wirken. Um die Kraftmessplatten in beliebiger Anordnung – und immer wieder neu – verlegen zu können, verwendet das Institut ein Modulsystem der Salemer Firma Rose + Krieger. Als Träger dienen Aluminiumprofile, in die sowohl Messplatten als auch übliche Bodenbeläge passen. So lässt sich selbst auf Treppen und Rampen problemlos messen.
Rund zwei Dutzend Experten aus unterschiedlichen Fachrichtungen, vom Orthopäden bis zum Informatiker, sind in der Abteilung tätig. Sie nutzen das Labor nicht nur, um individuelle Bewegungsanalysen zu erstellen. Sie untersuchen auch alltägliche Arbeiten, wie sie etwa in Fabriken anfallen: Bauteil holen, um die Werkbank laufen, Bauteil einsetzen. Die biomechanischen Daten, die dabei gewonnen werden, geben Aufschluss, wie stark die Arbeit die einzelnen Körperteile belastet und ob Arbeitsabläufe verändert werden sollten. Vor allem aber dienen die Erkenntnisse aus dem Bewegungslabor dazu, Prothesen und Orthesen optimal zu gestalten. Aus Stuttgart kommt etwa eine aktive Knieprothese, die fast natürliches Laufen ermöglicht. Oder eine Ellenbogen-Orthese mit 40 Watt-Motor, die es ihrem Träger erlaubt, die meisten alltäglichen Arbeiten zu verrichten.
Realistische Belastungen
Darüber hinaus werden im Bewegungslabor Prothesen und Orthesen auf Herz und Nieren getestet. Die Stuttgarter Experten gehen dabei neue Wege. Sie ermitteln zunächst die biometrischen Bewegungsdaten von demjenigen, der das künstliche Körperteil tragen wird. So erhalten sie realistische Belastungen, die in der Prothese oder Orthese im Alltag wirken. Ein Roboter, damit gefüttert, malträtiert die künstlichen Glieder anschließend wieder und wieder mit diesen Lasten, viele Tausend Zyklen lang – bis sichergestellt ist, dass keine Komponente versagt.
Mit generativen Fertigungsverfahren ergeben sich neue Möglichkeiten für die Herstellung passiver Kunststoff-Prothesen. Sie sparen nicht nur Kosten, sondern ermöglichen auch eine individuelle Gestaltung an die Anforderungen des Patienten. Diese Technologien eröffnen eine sehr hohe geometrische Freiheit. Feine Strukturen und funktionelle Teile wie z. B. Festkörper-Gelenke, lassen sich mit diesen Verfahren direkt aus CAD-Daten fertigen.
Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) www.ipa.fraunhofer.de
Anzeige

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Unsere Dosis Wissensvorsprung für Sie. Jetzt kostenlos abonnieren!

EMO 2019 – industrie 4.0 area

Bereits zum 2. Mal realisiert die mav, gemeinsam mit dem VDW, die industrie 4.0 area auf der EMO in Hannover. Werden auch Sie Teil dieses Gemeinschaftsprojekts und präsentieren Sie Ihre Lösungen im Bereich Digitalisierung!

Neue Fachzeitschrift additive

Trends

Aktuelle Entwicklungen in der spanenden Fertigung

Alle Webinare & Webcasts

Hier finden sie alle Webinare unserer Industrieseiten

Alle Whitepaper

Hier finden Sie alle Whitepaper unserer Industrieseiten
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de