Photonischer Quantensensor Medizinische Prothesen lassen sich mit Gedanken steuern

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Die photonische Quantensensorik ermöglicht die berührungslose Messung feinster Biosignale, wie etwa elektrischer Ströme im Nervensystem. So können Prothesen intuitiv mit Gedanken gesteuert werden.

Mit einem speziellen photonischen Quantensensor soll es möglich werden, Prothesen über Gehirnsignale zu steuern. Der von Q.ANT entwickelte Q.M 10 ist ein photonischer Quantensensor der nächsten Generation. Er ist in der Lage, feinste elektrische Ströme und magnetische Felder im menschlichen Körper berührungslos und mit noch höherer Präzision als sein Vorgänger zu messen. Licht dient als Informationsträger und ermöglicht tiefere Einblicke in die Biosignale des menschlichen Körpers.

Der Einsatz von Photonik zur Messung feinster magnetischer Felder im Picotesla-Bereich (1 Picotesla = 10⁻¹² Tesla) stellt sicher, dass der Q.M 10 Signale erfassen kann, die millionenfach schwächer sind als das Erdmagnetfeld. Diese hohe Empfindlichkeit ist erforderlich, um die schwachen Signale des menschlichen Nervensystems zu erfassen. Die zehn in Q.M 10 steht für 10 Picotesla.

Elektrische Ströme und magnetische Felder messen

Ein weiteres wichtiges Kriterium bei der berührungslosen Messung elektrischer Ströme und magnetischer Felder mit Photonik und Quantenphysik ist die Tatsache, die Signale unter normalen Umgebungsbedienungen wie bei Raumtemperatur zu messen. Das unterscheidet den Q.M 10 von herkömmlichen Systemen, die für eine solche Sensitivität oft extrem tiefe Temperaturen erfordern.

Zudem gewährleistet die magnetische Signalerfassung präzise Messungen auch unter realen Bedingungen, da sie weniger anfällig für Störungen durch Schweiß oder Haare ist. Diese einzigartige Kombination aus höchster Sensitivität und Alltagstauglichkeit eröffnet völlig neue Möglichkeiten für die medizinische Forschung und Anwendung.

„Der Q.M 10 markiert einen Wendepunkt in der medizinischen Sensorik. Seine Fähigkeit, ultrasensitive Messungen unter normalen Umgebungsbedingungen durchzuführen, macht ihn zu einem vielseitigen Instrument für zahlreiche Entwicklungsfelder und klinische Anwendungen,“ erläutert Dr. Michael Förtsch, CEO bei Q.ANT.

Quantensensor wird mit maschinellem Lernen trainiert

Mit dem photonischen Quantensensor lassen sich beispielsweise berührungslose und intuitiv Prothesen steuern. „Wenn wir uns bewegen wollen, sendet unser Gehirn über das zentrale Nervensystem kleine elektrische Signale an die Muskeln. Diese Signale entstehen sogar dann, wenn wir nur an eine Bewegung denken,“ erklärt Michael Förtsch. „Jede Bewegung erzeugt dabei ein einzigartiges Muster von Muskelsignalen.“

Der Q.M 10 misst die Muster und zeichnet sie auf. Durch den Einsatz von maschinellem Lernen lehren die Q.ANT-Experten den Sensor, diese Signale zu verstehen. Daraufhin kann eine mit dem Sensor bestückte Prothese diese Muster erkennen und die entsprechende Bewegung ausführen. Auf diese Weise können Menschen eine Prothese fast wie ein natürliches Körperteil steuern, was die Lebensqualität von Menschen mit Gliedmaßenverlust erheblich verbessert. Darüber hinaus ist der Sensor noch für weitere Anwendungen geeignet.

Mögliche Einsatzgebiete des Quantensensors sind:

• Prothetik: Intuitive Steuerung von Prothesen durch präzise Muskelsignalerfassung.

• Neurologie: Frühdiagnose und verbesserte Überwachung von Nervenstörungen.

• Funktionsüberwachung: Überwachung und Diagnose von Muskelfunktionen

• Rehabilitationsforschung: Exakte Analyse und Optimierung von Muskeltrainingsprotokollen.

• Rückenmarksforschung: Neue Ansätze in der Diagnostik und Therapie von Querschnittslähmungen.

• Telemedizin: Fortschrittliche Systeme zur Fernsteuerung medizinischer Geräte.

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPA entwickelt Q.ANT ein Prothesensensormodul. Auf Messen wie der Compame im November gibt es einen Demonstrator live zu erleben. Dieser zeigt, wie der Q.M 10 emulierte Muskelsignale innerhalb von Millisekunden in präzise Steuerbefehle für eine Handprothese umwandelt. (heh)

Quanten-Magnetfeldsensor

Nervensignale steuern Prothesen, Exoskelette und Avatare

Steuerung von Prothesen

Kompetenz-Zentrum: Feinste Nervensignale erfassen und interpretieren

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