Research

BMBF: Nero

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Bionic Hand / Fluidhand

HISTORIE

Der Gründer der VINCENT Systems GmbH, Dr. Stefan Schulz, leitete von 1999 bis 2007 am Forschungszentrum Karlsruhe, heute KIT, eine interdisziplinäre Forschungs-gruppe im Bereich Medizintechnik. Der Schwerpunkt lag in der Entwicklung fluidischer Antriebselemente mit Anwendungen in der Prothetik, Robotik und Endoskopie,

In diesem Kontext entwickelte die Gruppe um Schulz u.a. das Projekt „Fluidhand“. Diese erste hydraulisch arbeitende bionische Handprothese basierte auf den von Schulz bereits während seines Studiums an der Universität Rostock entwickelten und am KIT optimierten „Flexiblen Fluidaktoren“. Der faltenbalg-ähnliche Antrieb wird dabei über eine Miniatur-Hydraulikpumpe mit Flüssigkeit aus einem flexiblen Tank betrieben. Ein erstes Funktionsmuster wurde bereits im Jahr 2000 in der Orthopädischen Universitätsklinik Heidelberg an einem Patienten erfolgreich erprobt. Die Fluidhand wurde in den Folgejahren weiter entwickelt und in zahlreichen wissenschaftlichen Artikeln beschrieben. Die Fluidhand war damit die erste funktionsfähige multiartikulierenden Handprothese, die die Funktion einer aktiven bionischen Hand mit einzeln beweglichen Fingern, mit der Ästhetik einer anatomischen korrekten Kosmetik-Prothese verbinden konnte.

Die menschliche Hand ist ein komplexes System aus Sehnen, Bändern, Nerven, Knochen und Muskeln. Unsere Hände sind sensibel, feinfühlig, hochbeweglich und kraftvoll zugleich. Wie wertvoll unsere Hände im alltäglichen Leben für uns sind ist uns oft nicht bewusst. Wie schwer dieser Verlust in das Leben der Betroffenen eingreift, wird deutlich mit Blick auf die gewohnten Bedingungen im privaten- und sozialen Umfeld, am Arbeitsplatz und hinsichtlich fast aller technischen Geräte, Einrichtungen und Hilfsmittel, die uns alltäglich begegnen. Der Mensch kommuniziert und handelt auch mit und über seine Hände. Eine Einschränkung dieser Funktionalität bedeutet gleichermaßen auch ein Handlungsverlust, oft einhergehend mit einer reduzierten Lebensqualität des Betroffenen und Veränderungen im beruflichen und privaten sozialen Umfeld.

 

Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung eines zukunftsweisenden virtuellen, PC-basierten Trainings und Expertensystems sowie neuer Sensor-Motorischer Schnittstellen zwischen Prothesenkomponenten, Patient und Expertensystem für eine optimale Anpassung der technischen Hilfsmittel, das protokollierte Training und die kontinuierliche Verbesserung der Bedienbarkeit von immer komplexer werdenden leistungsfähigen Prothesen der oberen Extremität und deren unterschiedlichsten Steuerungskonzepte. Darüber hinaus soll das zu entwickelnde System durch ein standardisiertes Assessment-Expertensystem eine Vergleichbarkeit unterschiedlicher Versorgungs- und Therapievarianten gestatten. Durch die wissenschaftliche Begleitung des Projekts werden wesentliche Aspekte der Biomechanik, der Analyse des motorsensorischen Kortex, der Therapie von Phantomschmerz und Varianten der sensorischen haptischen Rückmeldung in das Projekt einfließen. Diese Arbeiten werden zum einen zu einer technischen Verbesserung der Prothesen und zum anderen zu neuen Lern- und Therapieformen im Umgang mit diesen Hilfsmitteln beitragen.

 

Die Entwicklung eines PC-basierten virtuellen und interaktiven Assistenzsystems zur Anpassung und zum Erlernen komplexer Prothesensteuerungen ist deshalb der zentrale Gegenstand des Forschungsvorhabens.

BMBF: LittleElbow

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