Die Handorthese Exomotion Hand One von HKK Bionics hält ein Smartphone.

Die Handorthese von HKK Bionics soll die Bewegung der Finger wiederherstellen. - Bild: HKK Bionics/Maxon

| von Maxon

Handschuhe wärmen oder schützen ihre Träger in den meisten Fällen. Sie könnten aber mehr. Zum Beispiel die Bewegung der Finger wiederherstellen. Dies ist der Gedanke hinter der mechatronischen Orthese Exomotion Hand One des Bionik-Herstellers HKK Bionics, die bald auf den Markt kommen soll. Die Bionik-Orthese wird wie ein Handschuh getragen und besteht aus einer individuellen Exo-Finger-Mechanik, einer tragenden Armschiene, einem Sensor, der technischen Bedieneinheit sowie vier Miniaturantrieben, die die Kraft bereitstellen, um die Finger zu schliessen oder zu öffnen. Sechs Griffarten stehen dabei zur Verfügung und sollen dem Träger die Bewegungsfreiheit zurückgeben, die er zum Beispiel durch einen Schlaganfall, einen Unfall oder eine degenerative Erkrankung verloren hat.

Bionik-Hand-System für den Alltag

Entwickelt wurde die Handorthese von den beiden Medizintechnikern und Bionik-Experten Dominik Hepp und Tobias Knobloch. Sie lernten sich während des Studiums kennen, wo sie sich mit dieser Thematik befassten und schliesslich 2017 das Startup HKK Bionics gründeten. Mit ihrer Entwicklung wollen sie eine Versorgungslücke schliessen. "Wir bieten Patienten mit ganz oder größtenteils gelähmten Händen ein Hilfsmittel, das dazu beiträgt, alltägliche Aufgaben wieder selbst wahrnehmen zu können", so Dominik Hepp. Er meint damit unter anderem einfache Tätigkeiten wie Kochen, das Tragen von Einkaufstaschen oder Öffnen von Verpackungen. "Mit einem alltagstauglichen Bionik-Hilfsmittel erlangen die Betroffenen ein Stück weit ihre Selbstständigkeit im Alltag zurück."

Handorthese Exomotion
Die Exomotion Handorthese wurde als funktionelles und zuverlässiges Hilfsmittel für den Alltag entwickelt, um die Greiffunktion gelähmter Hände wiederherzustellen. Der einzigartige Aufbau ermöglicht das unabhängige Beugen und Strecken einzelner oder mehrerer Finger. - Bild: HKK Bionics/Maxon

Bis zur jetzigen Ausführung der Bionik-Handorthese gab es allerdings einige Herausforderungen zu überwinden. Das System soll den ganzen Tag getragen werden, muss also robust, leistungsstark und trotzdem leicht sein. Nach Entwicklung des ersten Bionik-Prototyps ging es deshalb darum, die Handorthese zu verkleinern und entsprechend neue Komponenten zu finden. "Das war eine echte Herausforderung, da wir keine Abstriche bei Stabilität und Leistungskraft hinnehmen konnten", so Dominik Hepp. Aus diesem Grund haben die beiden Entwickler gemeinsam mit ihren Lieferanten spezielle Komponenten entwickelt. Als wichtiger Teil der Handorthese dienen vier spezifisch angepasste EC-Motoren des Schweizer Antriebsspezialisten Maxon. Diese müssen klein und gleichzeitig stark sein sowie einen jahrelangen Einsatz mit mehreren hunderttausend Bewegungen sicherstellen. Die Mikromotoren liefern die nötige Griffkraft. Das Bionik-Prinzip ist somit dasselbe wie bei Armprothesen.

Cybathlon: Event bringt Benutzer und Entwickler von Assistenzsystemen zusammen

Es ist wieder soweit: Am 13. und 14. November findet der Cybathlon 2020 statt - diesmal als Global Edition. Der Cybathlon ist ein einzigartiger Wettkampf, bei dem sich Menschen mit Behinderungen beim Absolvieren alltagsrelevanter Aufgaben mittels modernster technischer Assistenzsysteme messen. Einer der Hauptsponsoren der Veranstaltung ist der Schweizer Antriebsspezialist Maxon, der in vielen medizintechnischen Systemen Motoren verbaut.

Cybathlon 2020: Wie findet die Veranstaltung in diesem Jahr statt?
Aufgrund der Corona-Pandemie findet der Cybathlon 2020 global und in ganz neuem Format, überall dort, wo die Teams zu Hause sind, statt. Die Teams stellen ihre Infrastruktur für den Wettkampf selbst auf und filmen ihre Rennen. Statt direkt nebeneinander, wie bisher, starten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer nach diesem Prinzip also einzeln und unter Aufsicht von Cybathlon-Juroren.

Von Zürich aus werden die Wettkämpfe auf einer neuen Plattform in einem einzigartigen Live-Programm übertragen. Bei der Cybathlon 2020 Global Edition zeigen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit ihren Entwicklungsteams, was sie in den vergangenen Jahren gemeinsam geschafft haben und bieten Zuschauern so ein unvergessliches Wettkampferlebnis.
Der Antriebsspezialist Maxon hat den Cybathlon bereits 2016 als Partner und Sponsor unterstützt. Unter anderem bauten die Auszubildenden des Unternehmens ein höhenverstellbares Siegerpodium. Ohne zu zögern, ist Maxon auch für die zweite Austragung mit an Bord gegangen - als Presenting Partner.

CEO Eugen Elmiger sagt dazu: "Wir glauben daran, dass hervorragende und neugierige Ingenieure die Welt mit ihren Ideen besser machen können. Deshalb hat Maxon den Cybathlon von Beginn an unterstützt." Das Unternehmen ist aber auch bei vielen der teilnehmenden Teams involviert und bietet Support mit vergünstigten Antrieben und Know-how über das eigene Young Engineers Programm.

Sechs Disziplinen
Beim Cybathlon treten Menschen mit körperlichen Behinderungen bei Hindernisrennen gegeneinander an - unterstützt durch modernste technische Assistenzsysteme. Die Teams und ihre Teilnehmerinnen und Teilnehmer treten in sechs Disziplinen an: Rennen mit Gehirn-Computer-Schnittstelle (BCI), Radrennen mit funktioneller elektrischer Stimulation (FES), Rennen mit angetriebenen Armprothesen, Rennen mit angetriebenen Beinprothesen, Rennen mit angetriebenen Exoskeletten und Rennen mit angetriebenen Rollstühlen.

Der Cybathlon wird von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich (ETH) ausgerichtet. Mit dieser Veranstaltung bietet das Institut eine Plattform für den Austausch zwischen Entwicklern von Assistenzsystemen, Menschen mit Behinderungen und der Öffentlichkeit.

Mehr Infos unter: www.cybathlon.com

Patient geht mit Exoskelett
Das Exoskelett Varileg Enhanced: Faszinierende Medizintechnik, mit deren Hilfe querschnittsgelähmte Menschen - nicht nur beim Cybathlon 2020 - wieder gehen können sollen. Bild: VariLeg enhanced, HSR Hochschule für Technik Rapperswil / ETH Zürich

Bionik, Assistenzsysteme & Co.: Wie Technik sensible Herausforderungen löst

Meinung von Robert Riener, Initiator des Cybathlons

 

Robert Riener ist der Initiator des Cybathlons. Er teilt seine Gedanken darüber, wie wir mithilfe von Technik sensible Probleme angehen können.

 

Beim Cybathlon dreht sich alles um Menschen mit Behinderungen - kein einfaches Thema in unserer Gesellschaft. Mir ist immer wieder aufgefallen, dass es Barrieren zwischen Menschen mit und ohne Behinderung gibt, viele Ängste und Tabus. Deshalb ist es wichtig, sich dem zu stellen. Unser Ziel beim Abhalten des Cybathlon ist es nicht nur, die Technik voranzutreiben, sondern auch direktes Licht auf dieses Thema zu werfen und indirekt die Angst vor Kontakten zu beseitigen.

 

Wie können wir das Interesse an diesem Thema wecken und die Fantasie anregen? Mit Robotik und cooler Technik. Auf diese Weise können wir die Öffentlichkeit auf unterhaltsame, aber würdevolle Weise besser mit dem Thema Behinderung vertraut machen. Aber wir können uns keine Illusionen machen: Sie brauchen viele Ereignisse wie dieses und viel Geduld, bis Sie einen sichtbaren Effekt in der Gesellschaft in Bezug auf die Einbeziehung von Menschen mit Behinderungen erzielen.

 

Einer der ersten Erfolge des Cybathlon ist jedoch sicherlich der verstärkte Austausch zwischen Benutzern und Entwicklern von Assistenzsystemen. Alle Teams beziehen die Piloten und Ärzte in die Entwicklungsphase ein. Natürlich liegt der Fokus zunächst auf der Entwicklung von Hightech, und die Forscher probieren im Wettbewerb viele Dinge aus. Aber die Wünsche und Bedürfnisse von Menschen mit Behinderungen werden berücksichtigt. Dadurch wird die Technik schneller und gezielter entwickelt. Schließlich müssen die Systeme im Alltag nützlich sein. Und wir sollten auch nicht vergessen, dass die verrückteste Technik in zwanzig Jahren etabliert und erschwinglich sein könnte.

 

Übrigens haben große Prothesenhersteller aufgrund der Erfahrungen, die sie beim Cybathlon gesammelt haben, Produkte früher auf den Markt gebracht. Und es sind neue Startups entstanden, die jetzt Treppenrollstühle verkaufen. Wir haben auch verschiedene Organisationen für Menschen mit Behinderungen an Bord geholt, um uns fachlich zu beraten.

 

Was wir noch mehr erkennen müssen, ist, wie wichtig es ist, dass Menschen mit und ohne Behinderung miteinander kommunizieren. Menschen mit Behinderungen sind nur dann behindert, wenn sie auf das Unüberwindliche stoßen. Es sind nicht nur physische Hindernisse zu überwinden, beispielsweise beim Reisen mit dem Zug oder beim Einkaufen. Barrieren in den Köpfen führen dazu, dass Menschen mit Behinderungen in der Öffentlichkeit oft übersehen oder sogar ignoriert werden. Wir müssen die Akzeptanz von Vielfalt im Allgemeinen erhöhen. Zu viele sind immer noch der Meinung, dass eine Behinderung als Krankheit angesehen werden sollte.

 

In einigen Bereichen haben wir alle unsere Grenzen - in meinem Fall zum Beispiel beim Ballsport. Aber im Ernst: Jeder hat unterschiedliche Stärken und Schwächen und das ist in Ordnung. Ich hoffe, dass es eines Tages kein Problem mehr geben wird, ob jemand eine Behinderung hat oder nicht, denn es wird keine Barrieren mehr geben - weder in unserer Umgebung noch in unseren Köpfen.

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