3D-gedruckt und so filigran wie die menschliche Hand

Exoskelett mit besonderer Struktur 3D-gedruckt und so filigran wie die menschliche Hand

02.10.2025 Von Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter 2 min Lesedauer

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ETH Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

FAULHABER Antriebssysteme

ISH Ingenieursozietät GmbH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Für filigrane Bewegungen sind Exoskelette für die Hand oft zu komplex. Das an der ETH Zürich entwickelte Modell ohne Hydraulik- oder Pneumatikantrieb ist hier eine Ausnahme. Es ist mechanisch einfach aufgebaut und wiegt nur 270 Gramm.

Das Exoskelett fühlt sich leicht an und ist binnen Sekunden montiert. Angetrieben wird es durch zwei Motoren am Unterarm.(Bild: Stefan Schneller, ETH Zürich) — Das Exoskelett fühlt sich leicht an und ist binnen Sekunden montiert. Angetrieben wird es durch zwei Motoren am Unterarm.
(Bild: Stefan Schneller, ETH Zürich)

Forscher der ETH Zürich haben ein Exoskelett entwickelt, das Patienten nach einem Schlaganfall dabei unterstützt, das Greifen wiederzuerlernen. Dank seiner ziehharmonikaähnlichen Struktur ist es leicht, robust und alltagstauglich.

Jährlich erleiden weltweit über 12 Mio. Menschen einen Schlaganfall, was oft zu bleibenden Beeinträchtigungen der Handfunktion führt. Ein neuer Ansatz von Dr. Natalie Tanczak und ihrem Team am Rehabilitation Engineering Laboratory (RELab) der ETH Zürich verspricht Hilfe: Ein Exoskelett, das ohne hydraulische oder pneumatische Antriebe auskommt und einfach konstruiert ist. Der Prototyp, der derzeit zum Patent angemeldet ist, wiegt lediglich 270 Gramm und ist vergleichbar mit einem modernen Smartphone. Das Exoskelett unterstützt sowohl das Beugen als auch das Strecken der Finger, um motorische Fähigkeiten wiederherzustellen. Bis auf einen USB-Anschluss kommt es ohne Kabel aus, die dem Bewegungsfluss im Weg wären.

Zwei Motoren steuern das Hand-Exoskelett

Das Exoskelett nutzt zwei Motoren am Unterarm, um die für Greifbewegungen notwendigen Kräfte bereitzustellen. Ein Motor steuert den Daumen, der zweite die übrigen Finger. Die aus Nylon im 3D-Druck gefertigte Struktur lässt sich individuell anpassen, um Komfort und Effektivität zu maximieren. Die Elektronikentwicklung spielt eine zentrale Rolle, denn Miniaturisierung und Präzision sind hier entscheidend, um den patientenseitig benötigten Anforderungen gerecht zu werden.

Die entwickelte Technik vereinfacht den Genesungsprozess nach einem Schlaganfall erheblich. Die Struktur des Exoskeletts wurde inspiriert von der Bewegungsmechanik einer Ziehharmonika. Diese clevere Implementierung vereinfacht komplexe mechanische Abläufe durch ihre Fähigkeit, lineare in senkrechte Bewegungen umzuwandeln und so die natürliche Greifkraft zu unterstützen. Dies resultiert in einem minimalen Bauteilaufwand: Das System besteht im Kern aus nur zwei Teilen – eine Designsensation in der Rehabilitationstechnologie.

Modularer Ansatz für weitere Anwendungen

Der modulare Ansatz bietet Potenzial für die Anwendung auch an anderen Gelenken, wie dem Knie oder dem Ellenbogen. Erste Tests mit Patienten zeigen deutliche Fortschritte, was die Wiedererlangung der Handfunktion betrifft. „Die positiven Effekte auf die Bewegungsfähigkeiten und die damit verbundene Lebensqualität sind signifikant,“ beschreibt Tanczak ihre Motivation und die bisherigen Ergebnisse. Die Anpassungsoptionen mittels 3D-Druck erlauben zudem eine Personalisierung je nach Handgröße und Fingerlänge, was den Tragekomfort weiter optimiert. (heh)

Exoskelette unterstützen Bewegungen des Trägers und können seine Kraft deutlich erhöhen. Ein weiterer, zunehmend wichtiger Einsatzbereich sind Rehabilitation und Therapien. (Bild: Fraunhofer IWU)

Heben Mitarbeiter täglich schwere Lasten, dann wirkt sich das auf ihre Gesundheit aus. Ein Müncher Start-up hat ein Exoskelett entwickelt, das solche Arbeitsplätze gezielt unterstützt. Sensoren und ein speziell trainierter Algorithmus stecken im Exoskelett. (Bild: EASE)

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Stand: 08.12.2025

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