Künstliche Muskeln zur Tremor-Unterdrückung

Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme, der Universität Tübingen und der Universität Stuttgart haben im Rahmen der Kooperation Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (BITS) einen biorobotischen Arm entwickelt, der den Tremor einer Person, wie er z.B. bei Parkinson-Patienten auftritt, nachahmen kann. Künstliche Muskeln auf beiden Seiten des Unterarms kontrahieren und entspannen sich, um die unwillkürliche Bewegung des Handgelenks und der Hand zu unterdrücken. Das Team sieht seinen Roboterarm nicht nur als Plattform, um neue Exoskelett-Technologien auszuprobieren. Mit dem Arm können die Wissenschaftler*innen testen, wie gut ihre künstlichen Muskeln – als HASELs bekannt – eines Tages zu Bestandteilen tragbarer Geräte werden könnten. Das Ziel ist es, eines Tages einen Ärmel zu entwickeln, den Tremor-Patient*innen bequem tragen können, sodass das Halten einer Tasse keine Herausforderung mehr darstellt.

Stuttgart/Tübingen – Schätzungen zufolge leben weltweit etwa 80 Millionen Menschen mit einem Tremor. Zum Beispiel sind davon Parkinson Patienten betroffen. Die unwillkürlichen periodischen Bewegungen beeinträchtigen Betroffene, zum Beispiel ein Glas zu halten oder einen Text zu schreiben. Tragbare weiche Exoskelette könnten eine praktische Lösung sein, um den Tremor zu unterdrücken. Die bestehenden Prototypen sind jedoch nicht ausgereift genug, um echte Abhilfe zu schaffen.

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Abbildung 1: Neue Tremor-Unterdrückungstechnologien können schnell und einfach getestet werden.

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Copyright: Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

Mit seinem Roboter-Arm möchte das Team zwei Ziele erreichen: Erstens sieht es seinen biorobotischen Arm als Plattform für andere Forschende auf dem Gebiet, um neue Exoskelett-Technologie zu testen. Anhand der biomechanischen Computersimulationen können Entwickler schnell überprüfen, wie gut ihre weichen Aktuatoren funktionieren. So können sie ohne zeitaufwändige und kostspielige klinische Tests an echten Patient*innen neue Technologien früh in der Entwicklung auf ihr Potential hin testen.

Zweitens dient der Arm als Testplattform für die künstlichen Muskeln, welche die Abteilung für Robotik-Materialien am MPI-IS entwickelt. In der wissenschaftlichen Community sind die Forschenden für ihre HASELs sehr bekannt. Im Laufe der Jahre wurden diese sogenannten HASELs immer weiter verbessert. Die Vision des Teams ist es, HASELs eines Tages in tragbare Exoskelette einzubauen – Kleidungsstücke, die Tremorpatienten bequem tragen können, um zum Beispiel eine Kaffeetasse besser halten zu können.

Weitere Informationen

Kontakt

Alona Shagan 
Postdoctoral Researcher

Christoph Keplinger 
Managing Director

Linda Behringer 
Public Relations Officer

Publikation:
A. Shagan Shomron, C. Chase-Markopoulou, J. R. Walter, J. Sellhorn-Timm, Y. Shao, T. Nadler, A. Benson, I. Wochner, E. H. Rumley, I. Wurster, P. Klocke, D. Weiss, S. Schmitt, C. Keplinger*, D. Haeufle*, „ A robotic and virtual testing platform highlighting promise of soft wearable actuators for suppression of wrist tremor“, Device, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.device.2025.100719
Quelle:
https://is.mpg.de/de/news/artificial-muscles-for-tremor-suppression