Ein Exoskelett soll vor Stürzen bewahren

Motorisierte Stützskelette könnte dereinst vielleicht sogar Querschnittsgelähmten helfen, wieder auf den eigenen Beinen zu stehen und zu laufen. Dagegen scheint das Vorhaben von Silvestro Micera und seinem Team von der ETH Lausanne (EPFL) und der Scuola Sant'Anna fast ein bescheidenes Ziel zu verfolgen: Ihr Exoskelett muss nicht das ganze Gewicht einer Person tragen, sondern sie nur beim Laufen stabilisieren. Das Ziel: Stürze verhindern.

Ihren Prototyp stellen die Forscher jetzt im Fachblatt «Scientific Reports» vor: Er besteht aus einer Art Hüftgürtel und zwei Manschetten, die um die Oberschenkel herum angelegt werden. Das Exoskelett lasse sich innerhalb weniger Minuten auf den Nutzer oder die Nutzerin einstellen, schrieb die EPFL am Donnerstag.

Dazu gehört neben der Anpassung an die Grösse auch, dass der eingebaute Algorithmus mithilfe der Sensoren des Geräts den individuellen Gang der Person erlernt. Stellt das System anschliessend eine starke Abweichung - also einen beginnenden Sturz - fest, greift es ein und stabilisiert die Oberschenkel und Hüfte, hiess es in der Mitteilung. Dabei drückt es quasi die Oberschenkel wieder in die richtige Richtung, entgegen der Sturzbewegung.

Getestet haben die Forscher dieses Prinzip in einer Pilotstudie mit zehn Teilnehmenden, acht davon Senioren und zwei Personen mit Beinprothese. Die Probanden sollten auf einem speziellen Laufband in einer für sie angenehmen Geschwindigkeit laufen. Das Band bewegte sich aber von Zeit zu Zeit ohne Vorwarnung so, dass es die Probanden aus dem Gleichgewicht brachte. Eine Art Sicherheitsleine bewahrte sie jedoch vor echten Stürzen.

Laut den Forschenden verbesserte sich die Laufstabilität der Probanden, wenn sie das Gerät trugen, und sie konnten sich besser auf den Beinen halten. Allerdings räumen sie auch ein, dass diese Ergebnisse mit einer grösseren Anzahl Probanden und unter verschiedenen Bedingungen noch bestätigt werden müssen. Zudem muss die Sicherheit des Systems umfassend sichergestellt sein, bevor sturzgefährdete Personen damit unterwegs sein dürfen.

Damit das Exoskelett alltagstauglich wird, wollen Micera und Kollegen es weiter verbessern. Es soll schliesslich von aussen unsichtbar zu tragen sein und beim normalen Gehen nicht stören.