6 spannende Projekte aus den Fraunhofer-Instituten

Anbieter zum Thema

ACTRON AG

ISH Ingenieursozietät GmbH

E.E.P.D. Electronic Equipment Produktion & Distribution GmbH

Aktive Arm-Orthese mit intelligentem Mensch-Maschine-Interface

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA forscht an Sensorik zur Erfassung von Biosignalen. Mit dabei auf der electronica 2012: ein Steuerungssystem mit einem Sensorkonzept und umfassender Signalanalyse zur Kontrolle einer Arm-Orthese mit aktiv angetriebenem Ellbogengelenk.

Am Fraunhofer IPA wurden in den letzten Jahren grundlegende Konzepte im Bereich der elektromyographischen (EMG) Mensch-Maschine-Schnittstellen mit dem Ziel erstellt, die Erfassung und Weiterverarbeitung von körpereigenen Biosignalen zu verbessern und Steuerungen für den Reha-Bereich zu entwickeln. Mit diesen Konzepten konnte die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der Messverfahren deutlich gesteigert werden.

Durch die redundante Erfassung des EMG-Signals mithilfe eines EMG-Sensor-Arrays und einem neuen Signalverarbeitungskonzept, dem virtuellen EMG, konnte außerdem die Signalqualität wesentlich verbessert werden. Dabei ist der Rechenaufwand mit der Verarbeitung eines einzelnen Signals vergleichbar. Die dadurch erlangte Echtzeitfähigkeit erlaubt bei geringen Hardwareanforderungen eine gute Portierbarkeit auf eingebettete Systeme und Mikrocontrollerarchitekturen.

Arm-Orthese mit aktiv angetriebenem Ellenbogengelenk

Die Arm-Orthese mit aktiv angetriebenem Ellenbogengelenk. Zur Kontrolle des Ellbogengelenks werden so genannte myoelektrische Signale verwendet, welche die elektrische Potenzialänderung bei der Kontraktion von Muskeln beschreiben. Dieses Signal kann an der Hautoberfläche von Sensoren erfasst und durch Signalverarbeitungstechniken zur Steuerung eines Geräts verwendet werden.

Zielgruppe dieser Arm-Orthese sind Patienten, die durch Lähmung oder Muskelschwäche nicht mehr in der Lage sind, ihren Ellenbogen aktiv zu bewegen. Das Fraunhofer IPA arbeitete in der Vergangenheit schon in der Beinprothetik an der Verbesserung der Robustheit von myoelektrischen Signalerfassungs- und Kontrollsystemen. Entwickelt wurde ein neuartiges Sensor-Array-Konzept, das durch redundante Signalerfassung eine höhere Toleranz gegenüber der Verschiebung der Sensoren auf dem Muskel erlaubt, und eine intelligente Signalverarbeitung, die individuell an den Patienten angepasst werden kann.

Das entsprechende Antriebskonzept und die Integration der mechanischen Teile kommen ebenfalls vom Fraunhofer IPA. Die Vision der Forscher der Abteilung Biomechatronische Systeme ist es, die elektrischen Steuerungen zukünftig bei Beinprothesen genauso erfolgreich wie bei Armorthesen einzusetzen und sie willkürlich steuerbar zu machen. Die genutzte Steuerungstechnik kann aber auch über den Bereich der Orthopädie- und Medizintechnik hinaus in vielen Industriebranchen genutzt werden.

(ID:36986620)