Assistenzroboter für mehr Lebensqualität im Alter

26.10.2020, René Adler
Pflege

Roboter können älteren Menschen helfen, möglichst lange ihre Mobilität und Unabhängigkeit zu bewahren. Damit können die Maschinen entscheidend zum Erhalt der Lebensqualität beitragen. Diesem Thema haben sich in Heidelberg WissenschaftlerInnen unterschiedlichster Disziplinen verschrieben. Sie arbeiten in einem Forschungsprojekt gemeinsam an intelligenten Mobilitätssystemen, die speziell auf die Bedürfnisse von Senioren und Seniorinnen zugeschnitten sind.

Da die ältere Bevölkerungsgruppe sehr heterogen ist, möchten die ForscherInnen mit ihrem „HeiAge“-Projekt unterschiedliche Systeme entwickeln, welche die variierenden Bedürfnisse von Personen unterschiedlicher Gebrechlichkeits- bzw. Fähigkeitsstufen abdecken. Drei Teilprojekte entwickeln einen Assistenzroboter, ein Exoskelett und einen leichten Exosuit, um Senioren und Seniorinnen mal nur wenig, mal aber auch mehr unterstützen zu können. Unter anderem Hilfen beim Aufstehen von einem Stuhl und Gehen sollen einen aktiven Lebensstil erhalten.
 
Dafür wird ein Prototyp eines robotischen Rollators entwickelt. Die Hauptfunktionalität sind bewegliche Griffe, die beim Aufstehen helfen. Im Sitzen kann der Benutzer sich mit ausgestreckten Armen auf die Griffe stützen, die sich rechts und links vom Körper befinden. Motoren erzeugen eine unterstützende Kraft und entlasten die Beine über die aufgestützten Arme. Die Bewegung der Griffe wird mit Optimierungsmethoden und -modellen ermittelt, um einen möglichst natürlichen Bewegungsablauf zu erzeugen.
 
Im Teilprojekt „Adaption eines Exoskeletts auf die Bedürfnisse älterer Menschen“ soll ein vorhandenes Exoskelett für die unteren Extremitäten angepasst und verändert werden, um das Gehen optimal zu unterstützen. „Wir möchten hauptsächlich die Teile der Gruppe erreichen, die etwas gebrechlicher sind und eine eingeschränkte Gehfähigkeit haben“, so die Forscher. Das Exoskelett ist ein personengebundenes System, das es Wirbelsäulenpatienten ermöglicht, autonom zu gehen.
 
Der Bewegungsbereich soll durch Hinzufügen und Erhöhen der Flexibilität von Freiheitsgraden, die in der aktuellen Version eingeschränkt sind, erweitert werden. Das zweite Ziel ist eine bessere Mensch-Roboter-Interaktion, bei der der Benutzer das Gerät durch Bewegungsabsichtserkennung intuitiv steuern kann. Algorithmen sollen eine Zustandsabschätzung des Menschen und zusätzlich des Exoskeletts durch optimierungsbasierte Ansätze beinhalten. Dies soll Probleme bei Steuersignalen von Sensoren lösen, die auf dem Exoskelett und dem Menschen angebracht sind.
 
Der Exosuit schließlich ist ein flexibles, tragbares Hilfsmittel, das Bewegungen im Hüftbereich unterstützen kann. Es ist hauptsächlich für ältere Personen gedacht, die als „Kommt gut zurecht“ eingeordnet werden (Level 1-3 der Gebrechlichkeits-Skala). Die Nutzer sollen ihre physische Aktivität aufrechterhalten, indem das Laufen und sportliche Aktivitäten einfacher gemacht werden. Das System unterstützt das Anheben der Beine während der Schwungphase, um die Schrittlänge zu vergrößern und ein effizienteres Gehen zu ermöglichen.

Der Exosuit besteht aus einem Gürtel und zwei Oberschenkel-Gurten, jeweils einer an jedem Bein. Ein Bowdenzug mit Ankerpunkten am Hüftgürtel und die Oberschenkelgurte übertragen die benötigten Kräfte zu den Beinen. Das System wird so entwickelt, dass es leicht und transparent ist und im Freien genutzt werden kann. Die Steuerung ist so ausgelegt, dass sie die Benutzerintention erkennt. Zudem soll die bio-inspirierte Regelung es erlauben, den Bewegungen des Nutzers zu folgen sowie zusätzliche Unterstützung während der Schwungphase zu liefern, damit das Bein weiter nach vorne bewegt werden kann.  

 

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