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Technik & Technologien

Wissenschaftler entwickeln aufblasbare Hand

Die Herstellungskosten liegen weit unter den aktuell erhältlichen Alternativen – doch wie schneidet sie im Vergleich mit bionischen Modellen ab?

Aufblasbare Hand hält einen Cupcake.
Die aufblasbare Hand in Aktion: Druckluft wird gezielt in die Finger hineingepresst, Sensoren an den Spitzen geben taktiles Feedback. (Foto: MIT)

Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Shanghai Jiao Tong University haben eine neue Druckluft-Armprothese entwickelt. Diese gibt dank Sensoren an den Fingerspitzen dem Gehirn des Trägers Rückmeldung, welchen Druck dieser damit gerade ausübt. Menschen mit Amputation haben so den Eindruck, sie können tatsächlich fühlen.

Deutlicher Kostenvorteil

Die Finger sind Schläuche aus dem kommerziellen Elastomer EcoFlex mit mehreren Kammern, in denen sich knochenähnliche Verstärkungen befinden. Der Träger stellt sich vor, er würde beispielsweise ein Weinglas anfassen. Die elektrischen Signale werden aus dem Armstumpf in eine Steuereinheit geleitet, die an der Hüfte getragen wird. Hier wird sie in Befehle zur Bewegung der Finger umgesetzt. Eine pneumatische Einheit, die ebenfalls an der Hüfte sitzt, bewegt die Finger dann, indem sie Druckluft hineinpresst.

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Das Team um Shaoting Li und Xuanhe Zhao hat neben der Prothese ein Computermodell entwickelt, das den für bestimmte Fingerstellungen benötigten Luftdruck berechnet. Fünf gängige Griffe sind so programmiert. Dazu gehören das Zusammendrücken von zwei oder drei Fingern und das Bilden einer Faust. Während mechanische Prothesen, die elektrische Restsignale des menschlichen Körpers nutzen, um Finger mithilfe von kleinen Elektromotoren zu bewegen, schnell 10.000 US-Dollar und mehr kosten, soll die weiche Drucklufthand schon für 500 Dollar herstellbar sein.

Besser als bionische Hand

Zwei Freiwillige haben die neue Prothese getestet. Nach einem 15-minütigen Training konnten sie allein mit ihrer Vorstellungskraft verschiedene Übungen absolvieren. So mussten sie die runden Steine eines Damespiels aufstapeln, Buchseiten umblättern, mit einem Stift schreiben, Bälle packen und empfindliche Gegenstände wie Erdbeeren und Brotscheiben ergreifen. Die Forscher wiederholten die Tests mit einer steiferen, kommerziell erhältlichen bionischen Hand und stellten fest, dass die aufblasbare Prothese bei den meisten Aufgaben besser abschnitt.

(RP/PM)

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