Fußball-Weltmeisterschaft 2014

Querschnittsgelähmte kicken mit Roboteranzug

| Redakteur: Sariana Kunze

CellulARSkin ist eine künstliche Haut für Roboter, die in Prof. Gordon Chengs Institut für Kognitive Systeme der TUM entwickelt wurde.
CellulARSkin ist eine künstliche Haut für Roboter, die in Prof. Gordon Chengs Institut für Kognitive Systeme der TUM entwickelt wurde. (A. Heddergott / TUM)

Alles ist bereit für den Anstoß bei der Fußball-Weltmeisterschaft 2014, melden die Forschenden des Walk-Again-Projekts. Zu erwarten ist eine kühne Demonstration kognitiver Technik in Verbindung mit Neurowissenschaften: Gelähmte Menschen kicken mithilfe gedanken-gesteuerter Roboteranzüge.

Das Walk-Again-Projekt ist eine internationale Zusammenarbeit von mehr als hundert Wissenschaftlern um Prof. Miguel Nicolelis von der Duke University in den USA und dem Internationalen Institut für Neurowissenschaften von Natal in Brasilien. Prof. Gordon Cheng, der Leiter des Instituts für Kognitive Systeme an der Technischen Universität München (TUM), ist einer der führenden Köpfe.

Acht brasilianische Männer und Frauen im Alter von 20 bis 40 Jahren, die von der Hüfte abwärts gelähmt sind, trainieren seit Monaten den Umgang mit dem Exoskelett.

Das System zeichnet die elektrische Hirnaktivität des Patienten auf und erkennt dessen Absicht - einen Schritt zu machen oder einen Ball zu kicken - und übersetzt sie in Aktion. Außerdem gibt es dem Patienten taktile Rückmeldung mittels einer sensitiven, künstlichen Haut, die in Chengs Institut entwickelt wurde.

Gehirn kann auch einen gelähmten Körper befreien

Die Inspiration für diese sogenannte CellulARSkin Technologie, wie für das Walk-Again-Projekt an sich, stammt von einer Zusammenarbeit aus dem Jahr 2008, einem komplexen und vielbeachteten Experiment, das Cheng so zusammenfasst: „Miguel ließ in North Carolina einen Affen auf einem Laufband gehen, und mit Hilfe von dessen Hirnsignalen brachte ich meinen humanoiden Roboter in Kyoto zum Laufen.“ Von dort war es für die Forscher nicht mehr weit zu der Vision, dass gelähmte Menschen dank eines durch ihre eigenen Hirnsignale gesteuerten Exoskeletts wieder gehen lernen könnten.

„Unser Gehirn ist sehr anpassungsfähig, wenn es darum geht, körperliche Fähigkeiten durch die Verwendung von Werkzeugen zu erweitern“, sagt Cheng, „wie zum Beispiel beim Autofahren oder beim Essen mit Stäbchen. Nach dem Kyoto-Experiment waren wir uns sicher, dass das Gehirn auch einen gelähmten Körper befreien könnte, mittels eines externen Körpergerüsts wieder zu gehen.“

Exoskelett lässt Fußball-Träume wahr werden

Es war allerdings klar, dass technische Fortschritte nötig wären, um ein relativ kompaktes und leichtes Außenskelett zu konstruieren. Außerdem wäre visuelles Feedback allein nicht ausreichend. Sondern zusätzlich ein Tastsinn erforderlich, für die gefühlte Sicherheit des Patienten sowie für die Regelung des Exoskeletts. Die Herausforderung war also, einem gelähmten Menschen nicht nur die Fähigkeit zum Gehen zu geben, sondern zugleich das Gefühl, den Boden zu berühren.

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