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Hand-Prothesen aus dem 3D-Drucker?

01.07.2019

Fehlende Gliedmaßen können die Lebensqualität stark beeinträchtigen. Prothesen sind zwar hilfreich, jedoch auch teuer und schwer zu handhaben. An der Universität Hiroshima in Japan wurde nun im 3D-Druck Verfahren eine leichte Handprothese entwickelt, die so gut auf Bewegungsabsichten reagiert, dass man mit ihr „Schere-Stein-Papier“ spielen kann.

Forscher haben eine Alternative zur Handprothese entwickelt.
Forscher haben eine Hand-Prothese mithilfe eines 3D-Drucks erstellt, mit deren Hilfe sich Schere, Stein, Papier spielen lässt.
© rawpixel.com, Pexels

Wie diese Prothese funktioniert, erklärt Studienautor Professor Toshio Tsuji: „Der Patient denkt nur an die Bewegung der Hand, und dann bewegt sich der Roboter automatisch. Der Roboter ist wie ein Teil seines Körpers.“ Der Träger der Prothese stellt sich also eine Handbewegung vor, beispielsweise eine Faust für „Stein“, und ein Computer kombiniert zuvor erlernte Bewegungen aller fünf Finger, um diese Bewegung auszuführen. Elektroden der Prothese messen elektrische Signale von Nerven durch die Haut. Die Signale werden dann an den Computer gesendet, der nur fünf Millisekunden benötigt, um zu entscheiden, welche Bewegung er ausführen soll. Schließlich sendet er elektrische Signale an die Motoren in der Hand.

Der lernende Computer wurde so trainiert, dass Bewegungen von jedem der fünf Finger erkannt und dann zu verschiedenen Mustern kombiniert werden, um etwa eine Wasserflasche aufzunehmen oder die Kraft zu steuern, die zum Händeschütteln benötigt wird.

Getestet wurden die Prothesen aus dem 3D-Drucker an sieben Personen, darunter ein Amputierter, der 17 Jahre lang eine Prothese getragen hatte. Die Genauigkeit der Handprothesenbewegungen, die in der Studie für einfache Einzelbewegungen gemessen wurden, lag über bei 95 Prozent, für besonders komplizierte Bewegungen bei 93 Prozent.

Die Handprothese hatte jedoch auch Nachteile: Bei langer Verwendung kann sie zur Belastung werden, da der Träger sich ständig auf die Handposition konzentrieren muss, was zur Muskelermüdung führt.

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