Auszeichnung für gedankengesteuerten Roboter-Arm
Auszeichnung für gedankengesteuerten Roboter-Arm
Querschnittsgelähmte Patienten können allein durch ihre Gedanken einen Greifarm steuern.
Für die Entwicklung einer neuartigen Armprothese, die Querschnittsgelähmte mit Hilfe ihrer Gedanken bewegen können, erhalten Prof. Dr. Patrick van der Smagt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Prof. Dr. John P. Donoghue von der Brown University, USA, den Erwin-Schrödinger-Preis 2012.
Die Helmholtz-Gemeinschaft verleiht den mit 50.000 Euro dotierten Preis gemeinsam mit dem Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft und zeichnet damit Wissenschaftlerteams aus, die verschiedene Disziplinen miteinander verknüpfen und dadurch besondere Innovationen erreichen.
Das von van der Smagt und Donoghue entwickelte Assistenz-System ist weltweit einzigartig: Querschnittsgelähmte Patienten können allein durch ihre Gedanken einen Greifarm steuern. Dafür haben die Forscher eine lernende Software entwickelt, die Signale aus dem Gehirn des Patienten in Steuerungssignale für den Greifarm übersetzt. 2011 gelang es einer Patientin, die seit 15 Jahren vom Hals abwärts gelähmt ist, mit der neuen Armprothese einen Strohhalm zum Mund zu führen. So konnte die Patientin erstmals seit ihrem Schlaganfall wieder selbstständig trinken.
Vorstellung erzeugt Siganle
Zur Steuerung des Greifarms musste sie kein aufwendiges Training absolvieren, sondern sich nur vorstellen, ihren eigenen Arm entsprechend zu bewegen. Diese Vorstellung erzeugte Signale im motorischen Kortex, dem Bereich des Gehirns, der für die Steuerung der Bewegung zuständig ist. Ein kleines, mit der Brown University entwickeltes Implantat im Schädel der Patientin leitete diese Signale weiter. Ein Lernalgorithmus, den die Wissenschaftler ständig weiter optimierten, verarbeitete die Signale dann zu den gewünschten Steuerungsbefehlen.
Technologischer Durchbruch
Dass es möglich ist, einen Cursor auf einem Bildschirm über „Gedanken“ zu steuern, hatten Neurowissenschaftler bereits zuvor gezeigt. Patrick van der Smagt hat diese grundsätzliche Möglichkeit nun auf die deutlich komplexere, dreidimensionale Steuerung einer Greifhand übertragen. „Diese Entwicklung ist ein technologischer Durchbruch, der international viel Aufmerksamkeit erregt hat und grosses Potenzial besitzt, das Leben von Menschen mit Behinderungen zu erleichtern“, sagt Prof. Dr. Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft.
„Nur die enge Zusammenarbeit der Experten aus Neurowissenschaften, Robotik und Softwareentwicklung hat diesen Durchbruch möglich gemacht und ist ein beeindruckendes Beispiel dafür, was interdisziplinäre Kooperationen erreichen können.“ (Helmholtz Gemeinschaft/MyHandicap/pg)
Video „Gelähmte Frau steuert DLR-Roboterarm mit ihren Gedanken“