Meine ferngesteuerte Roboterhand

Neue Technologien können Menschen mit Behinderungen ein selbstbestimmtes Leben ermöglichen. In Zukunft soll das noch einfacher gehen: durch Prothesen, die sich per Gehirninterface steuern lassen. Wie, das zeigt unsere Grafik aus der Studie «Robotik und Behinderungen».

Es gibt viele Möglichkeiten, wie der Mensch einer Prothese seine Wünsche mitteilen kann: gängig ist die Kommunikation über Nervenenden, über Muskelkontraktionen oder durch gesprochene Instruktionen an die Maschine. Neu werden Prototypen getestet, die Gedankengänge des Gehirns über einen Chip direkt an die Prothese weitergeben.

Unsere Grafik zeigt sechs Methoden, wie Prothesen heute und in Zukunft gesteuert werden können. Die Grafik ist Teil der GDI-Studie «Robotik & Behinderungen», die am 19. Januar 2017 am GDI vorgestellt wurde.




Hier die Grafik als PDF herunterladen

Kraftzugsteuerung

Wie bei einer Fahrradbremse kann ein Draht durch Bewegen der gegenüberliegenden Schulter an- und entspannt werden. Das führt zum Schliessen und Öffnen der Prothesenhand. (Etablierungsgrad: etabliert)

Myoelektrische Steuerung
Durch Muskelkontraktionen am Armstumpf entsteht eine elektrische Spannung auf der Haut, welche mit aufgeklebten Elektroden gemessen werden kann. Dieses Signal ermöglicht eine Handbewegung. Welche spezifische Handbewegung ausgeführt wird, lässt sich mit einer Smartphone-App bestimmen. (Etablierungsgrad: technischer Durchbruch)

Myoelektrische Steuerung mit selektiver Nerven-Umleitung
Der zur fehlenden Hand führende Nerv wird in einer Operation zum Brustmuskel umgeleitet. Der ursprüngliche Hand-Nerv kann so mit Umweg über den Brustmuskel, myoelektrisch die Handprothese steuern. (Etablierungsgrad: technischer Durchbruch)

Nerven-Elektroden-Verbindung
Zur fehlenden Hand führende Nerven werden direkt im Körperinneren mit Elektroden verbunden,
welche wiederum die Prothese steuern. Umgekehrt lassen sich auch haptische Gefühle der künstlichen Hand in Nerven einspeisen, die zum Gehirn führen. Damit wird ein künstliches Fingerspitzengefühl möglich. (Etablierungsgrad: eingesetzt)

Gedankensteuerung mit EEG
Unterschiedliche mentale Zustände (z.B. hohe Konzentration und Entspannung) lassen sich durch elektrische Spannungsunterschiede mittels Elektroenzephalographie (EEG) auf der Kopfoberfläche messen. Dieses Signal kann genutzt werden, um Bewegungen der Prothesenhand mit Gedanken zu steuern. (Etablierungsgrad: eingesetzt)

Gedankensteuerung durch ein Gehirninterface
Ein Chip wird im Gehirn platziert. Je nach Gehirnregion werden unterschiedliche Gehirnaktivitäten gemessen. Entweder Gedanken an konkrete Muskelbewegungen (im motorischen Cortex) oder Absichten, bestimmte Ziele zu erreichen, beispielsweise ein Glas zu heben (im hinteren Parietiallappen). Die Informationen werden von einem Computer in eine konkrete Bewegung der Prothese umgerechnet. (Etablierungsgrad: Prototyp)

Die Grafik ist Teil der Studie «Robotik & Behinderungen: Wie Maschinen morgen Menschen helfen». Die im Auftrag der Stiftung Cerebral erstellte Studie wurde am 19. Januar 2017 am GDI präsentiert und zeigt, was Technologie heute und morgen für Menschen mit Behinderung bedeutet.