Forschung -

Kleidung verstärkt die Muskelkraft

In der Automobilproduktion nehmen Industrieroboter und Fertigungsstraßen dem Menschen belastende Arbeiten weitgehend ab. Dagegen belastet die Arbeit im Handwerk oder in der Pflege den Körper nach wie vor stark. Im Rahmen des Projekts PowerGrasp enstand eine intelligente Arm-Hand-Orthese, welche die Kraft des Trägers verstärkt.

Im Straßenbau, in der Altenpflege oder in der Logistik sind die Arbeitsabläufe so individuell, dass die Technik dem Menschen die körperliche Belastung nur schwer abnehmen kann. Ein entlastendes Unterstützungssystem in Form einer Orthese kann die Kraft des Personals jedoch verstärken, sodass die Arbeit leichter und weniger gesundheitsgefährdend wird.

In dem 2015 gestarteten Projekt PowerGrasp arbeiteten Wirtschaftsunternehmen und Forschungseinrichtungen unter der Federführung von Würth Elektronik Circuit Board Technology (CBT) zusammen daran, eine aktive Orthese mit weicher Mechanik für Arm und Hand zu entwickeln, um Arbeitskräfte bei händischen, muskoskelettalen und belastenden Tätigkeiten zu unterstützen.

Das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt wurde jetzt erfolgreich abgeschlossen. „Die Würth Elektronik CBT war als Technologiepartner für die technische Umsetzung der Sensorik sowie die Entwicklung und Herstellung von Elektronik verantwortlich“, erklärt Dr. Jan Kostelnik, Leiter von Forschung und Entwicklung bei Würth Elektronik CBT. Im Laufe des Projekts untersuchten die Forscher moderne Textilien, in die elektronische Bauteile sowie kraftverstärkende pneumatische Antriebselemente eingebaut werden können. Das Ergebnis ist eine softrobotische Orthese zum Anziehen. Weitere Arbeiten beschäftigten sich mit smarten Materialien beispielsweise zur Erfassung der Muskelaktivität. Mithilfe von Algorithmen kann Muskelermüdung erkannt und bei Bedarf die Unterstützung angepasst werden.

„Neben der Erforschung und Umsetzung eines mobilen softrobotischen Hand-Arm-Schulter-Unterstützungssystems für Überkopfarbeiten, konnten wir die Miniaturisierung der Elektronik und Pneumatik dank des Einsatzes der flexiblen und dehnbaren Twinflex-Stretch-Leiterplatten ermöglichen“, fasst Kostelnik zusammen.

Die biegeschlaffen, biokompatiblen Leiterplatten passen sich der Körperform an und lassen sich in Textilien integrieren. Im Projekt PowerGrasp wird ein Netzwerk aus Sensoren mit Twinflex-Stretch-Leiterplatten betrieben. Die SmartSensX-Sensorknoten erfassen beispielsweise die Position des Menschen mit MEMS-Inertialsensoren und stellt die Daten über drahtlose oder kabelgebundene Schnittstellen zur Verfügung.

Die Technik kann auch Ältere und Menschen mit Behinderung im Alltag unterstützen. Langfristig arbeiten die Projektpartner daraufhin ein Ganzkörper-Exoskelett, also einen Anzug zur Kraftunterstützung aller Bewegungen, zu entwickeln.

Firmeninformationen
Weitere Beiträge zum Thema Forschung
Alle Artikel des Ressorts
© elektronikinformationen.de 2020 - Alle Rechte vorbehalten