Das Forschungsquartett – dieses Mal in Kooperation mit der Fraunhofer-Gesellschaft
Ultraschall-Handprothesen für mehr Selbstständigkeit im Alltag
Kaffee kochen, Schuhe binden, Notizen schreiben — unsere Hände sind im Alltag essenziell. Wer eine Hand verliert, ist nicht nur mit einem wahrscheinlich schmerzhaften Verlust konfrontiert, sondern auch mit Einschränkungen im alltäglichen Leben. Eine Prothese kann dann ein Stück Selbstständigkeit zurückgeben.
Das Fraunhofer-Institut für Biomedizinische Technik (IBMT) forscht gemeinsam mit wissenschaftlichen Partnern an einer neuartigen Handprothese. Das EU-Projekt heißt SOMA, das steht für „Ultrasound peripheral interface and in-vitro model of human somatosensory system and muscles for motor decoding and restoration of somatic sensations in amputees“, und hat zum Ziel, die Steuerung von Handprothesen bis hin zu einzelnen Fingern zu verbessern. Ermöglicht wird das durch Ultraschallsensoren in Verbindung mit einer KI-gesteuerten Software.
Der Proband muss nicht trainiert werden. Der Proband muss die KI trainieren. Die Trainingsphase dauert vielleicht ein, zwei Minuten und dann sind die Bewegungsmuster hinterlegt.
Marc Fournelle, Gruppenleiter „Sensoren & Aktoren“ am Fraunhofer IBMT
Foto: Bernd Müller / Fraunhofer IBMTBidirektionale Steuerung ermöglicht sensorische Rückmeldung
Die am SOMA-Projekt Beteiligten wollen eine Handprothese entwickeln, die eine amputierte Hand und den Unterarm fast vollständig ersetzen kann: Die neue Prothese soll mithilfe von Ultraschallsensoren Muskelbewegungen im Armstumpf erkennen können und diese Bewegungen dann von KI richtig interpretieren. Dadurch fällt das lange Training weg, das Betroffene bei anderen Prothesenarten absolvieren müssen.
In Zukunft soll die Prothese auch Signale zurücksenden können: Mithilfe von Elektroden, die mit dem Nervensystem verbunden sind, sollen die Nutzenden der Ultraschall-Prothese „fühlen“ können, ob sie zum Beispiel ein Glas zu fest drücken oder ob eine Teetasse zu heiß ist.
Dr. Marc Fournelle leitet am Fraunhofer IBMT die Gruppe „Sensoren & Aktoren“ und ist im SOMA-Projekt zuständig für die Entwicklung der Ultraschallsensorik der neuen Prothese. Er hat detektor.fm-Redakteurin Clara Dzemla die wichtigsten Fragen beantwortet: Wie funktioniert die Ultraschall-Technik genau? Was ist an der Technik besser als an bisherigen Handprothesen und wie lässt sich eine Prothese mit Gedanken steuern? All das hört ihr in der aktuellen Folge vom „Forschungsquartett“.