Exoskelette: Junger Markt  mit viel Potenzial

Der Markt für Exoskelette steckt noch in den Kinderschuhen und wächst aktuell sehr stark.  Die Entwicklung der Systeme ist noch  lange nicht abgeschlossen. Einen Eindruck von ihrer aktuellen Leistungsfähigkeit, aber auch von  den Grenzen bietet bei der REHACARE 2017 vom 4. bis 7. Oktober in Düsseldorf die CYBATHLON Experience der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) in der Messehalle 4. Hinter diesem Eventformat stehen Show-Wettkämpfe, bei denen Menschen mit körperlichen Behinderungen u.a. unterstützt von Exoskeletten auf Hindernis-Parcours alltägliche Aufgaben bewältigen.

Biologisches Prinzip

Der Begriff  Exoskelett  kommt aus der Biologie. So heißen die Stützstrukturen der Körper von Insekten.  Überträgt man das Prinzip auf den Menschen, entstehen angetriebene Orthesen, die am Körper befestigt werden und ein großes Potential für die Rehabilitation freisetzen: Technische Exoskelette können gelähmte oder geschwächte Patienten bei alltäglichen Bewegungen unterstützen.

Zurzeit entstehen viele neue spezialisierte Exoskelett-Firmen, aber auch etablierte Firmen im Medizintechnikbereich beginnen sich mit der neuen Technologie zu beschäftigen.

Erste Einsätze in der Therapie

Erste Exoskelette für den Therapieeinsatz in Krankenhäusern kamen um das Jahr 2000 auf dem Markt. Rund 10 Jahre später rückten auch Systeme für die persönliche Unterstützung von Menschen mit Querschnittslähmung nach. Vor allem in der Therapie, vereinzelt aber auch bei Privatanwendern sind inzwischen weltweit Hunderte dieser Geräte im Einsatz. Der am schnellsten wachsende Anwendungsbereich ist die Industrie. Dort werden Exoskelette seit 2015 u.a. zum Heben und Transportieren schwerer Lasten eingesetzt.

Beim Cybathlon 2016 traten sieben Piloten mit komplett gelähmten Beinen auf dem Exoskelett-Hindernisparcours an.  Dabei zeigten sich die Fähigkeiten der Assistenzsysteme, aber auch ihre Grenzen: Einige Hindernisse konnten nicht von allen Exoskeletten gemeistert werden, was den Teilnehmern in Rollstühlen problemlos gelang. Außerdem war die körperliche Anstrengung den Piloten deutlich anzusehen.

Alltagstauglichkeit verbessern

Im nächsten Entwicklungsschritt wird es deshalb darum gehen, die Alltagstauglichkeit  der Geräte zu verbessern, sie robuster, sicherer und leichter zu machen. Zwei Schweizer CYBATHLON-Teams haben sich zu diesem Zweck zusammengefunden. Das Exoskelett-Team VariLeg der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) und das Rollstuhl-Team HSR Enhanced der Hochschule für Technik Rapperswil (HSR) planen für den CYBATHLON 2020 das gemeinsame Rennteam VariLeg Enhanced.

Ergänzende Konzepte

Die HSR untersucht auch Konzepte zur Teilunterstützung von Hüft- und Kniegelenken, die teilweise gelähmte oder geschwächte neurologische Patienten beim Gehen und Aufstehen unterstützen. Durch geschicktes Verlegen von Kabelzügen können die Antriebe weiter vom unterstützen Gelenk entfernt platziert werden. Dies ermöglicht eine deutlich schlankere Bauform des Gerätes, die auch im Namen „Exosuit“ zum Ausdruck kommt. Für Menschen mit vollständig gelähmten Beinen ist der „Exosuit“ allerdings kein geeignetes Fortbewegungsmittel. Eines Tages wird es vielleicht möglich sein, flexible Exosuits mit leichten Exoskeletten zu kombinieren.

Um Exoskelette breiteren Bevölkerungsschichten verständlich zu machen, wird noch in diesem Jahr  der „Educational Exoskeleton“, kurz EduExo genannt, auf den Markt kommen. Es handelt sich dabei um einen Exoskelett-Lernbaukasten, der es ermöglicht, das Feld interaktiv zu erkunden und dabei fundiertes Fachwissen in den erforderlichen Disziplinen zu erlernen. Zielgruppe sind Schüler, Studierende, Lehrkräfte Bastler, und alle, die sich informieren wollen.

Autoren: Volker Bartenbach, Prof. Dr. Roger Gassert,  Meike Tarabori (ETH Zürich), Silvia Rohner, Prof. Dr. Christian Bermes (HSR)

Düsseldorf, 18. September 2017

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