«Junge Behinderte finden die Prothesen cool»

ETH-Ingenieur Robert Riener will mit neuen Technologien Menschen mit Behinderungen im Alltag unterstützen. Ein Wettkampf soll den Fortschritt bei den Geräten vorantreiben.

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Die Idee für diesen Wettkampf kam ihm vor zwei Jahren ganz spontan. Inspiriert von einer Aktion eines beinamputierten Mannes, der mit einer motorisierten Beinprothese die Treppen des bekannten Willis Tower in Chicago im Eiltempo meisterte. Robert Riener, Professor für Sensomotorische Systeme im Departement für Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH Zürich, fand Gefallen am Gedanken, durch ­Spitzenleistungen und Wettkampf den Fortschritt technischer Hilfssysteme voranzutreiben. Vor wenigen Wochen massen sich Menschen mit motorisierten Hand- und Armprothesen, sie öffneten Konfitüre­gläser und schnitten Brot. Gelähmte mit tragbaren Stützapparaten, sogenannten Exoskeletten, liefen über einen Parcours mit Rampen und Türen. Es gab Wettkämpfe mit elektrischen Rollstühlen, nicht vollständig Gelähmte fuhren Radrennen mithilfe elektrischer Muskelstimulation, und Athleten mit Tetraplegie steuerten am Computer einen Avatar mit der Kraft ihrer Gedanken. Die Techniken stammten aus bekannten Forschungslabors und von innovativen Firmen. Es war die Hauptprobe zum weltweit ersten Cybathlon, den die ETH ­Zürich nächstes Jahr im grossen Stil durchführen wird.

Herr Riener, manche ausländischen Medien nannten den Cybathlon eine andere Art Paralympics. Geht es hier um Sport oder Technik?
Bei den Paralympics geht es darum, dass Athleten ihre maximale körperliche Leistung zeigen. Beim Cybathlon geht es nicht in erster Linie um Kraft oder Geschwindigkeit, sondern darum, dass ein durchaus geübter Athlet, wir nennen ihn Pilot, mit robotischen Unterstützungsgeräten zum grossen Teil alltagsrelevante Hindernisse überwinden muss.

Vor wenigen Wochen führten Sie in der Swiss Arena in Kloten eine Hauptprobe durch. Sind die ­Parcours also bereits vorher bekannt?
Die Parcours sind sogar publiziert, sodass die Teilnehmer ihre Entwicklungen anhand der vorgegebenen Aufgaben vorantreiben können. Um zu gewinnen, braucht es die beste Technologie und einen geübten Piloten, der weiss, wie er die Technologie bedienen kann. An der Hauptprobe prüften etwa 30 Teams aus der Forschung und der Industrie, wo sie stehen. Im nächsten Jahr erwarten wir dreimal so viele Teilnehmer.

Sie wollen also mit dem Wettkampf die Technologie vorantreiben?
Das primäre Ziel ist, Forscher und Entwickler anzustacheln, gute Technologien zu entwickeln, die Menschen mit Behinderungen längerfristig dabei unterstützen, Alltagsaufgaben besser erledigen zu können.

Das klingt, als würde es nicht so vorwärtsgehen wie gewünscht.
Manche Entwicklungen sind enttäuschend und nicht zufriedenstellend für die Benutzer. Ich war zwar an der Hauptprobe überrascht, was es schon gibt. Aber zum Beispiel bei filigranen, manuellen Aufgaben oder beim Heben schwerer Sachen mit beiden Händen gibt es immer noch Probleme mit den ­aktuell verfügbaren Armprothesen. Das führt dazu, dass die Patienten den gesunden Arm tendenziell überbeanspruchen. Das kann Gelenkschmerzen und langfristig Gelenk­erkrankungen zur Folge haben. Fast alle Beinprothesen auf dem Markt sind passiv, haben also keinen Motor. Damit kann man nicht vernünftig eine Rampe hinaufgehen oder Treppen steigen, ohne das Geländer zu benutzen. Das ist anstrengend. Nur mit einer aktiven technischen Unterstützung ist das möglich.

Welche Überraschungen gab es?
Ein Teilnehmer hatte eine Armprothese, die mit dem Knochen verbunden war, mit zwölf Elektroden, die im Stumpf in den Muskeln implantiert waren. Weil er seine Muskeln noch aktivieren konnte, wurden die erfassten Muskelsignale in elektrische Signale übertragen, die dann die Motoren in der Prothese ansteuerten. Die Armprothese konnte verschiedene Handgriffe durchführen. Dass das schon so gut funktioniert, war mir nicht bewusst.

Waren auch Schweizer dabei?
Es gab fünf Teams aus der Schweiz, zwei davon waren Studententeams der ETH Zürich. Eines der ETH-Teams präsentierte den Raupen-Rollstuhl Scalevo, der auch Treppen steigen kann. Es ist eine kompakte Lösung, die auch ästhetisch schön ist.

Wo bleibt der Mensch bei so viel Technik?
Roboterhilfen, auch wenn sie noch so automatisiert sind, bleiben immer nur Hilfsgeräte. Der Mensch muss stets über dem Gerät stehen, aber er soll es möglichst einfach und bequem bedienen können. Muss der Mensch ein Gerät zum Beispiel mit der gesunden Hand, die für allerhand andere Dinge gebraucht wird, über einen Joystick bedienen, so geschieht das häufig auf Kosten der Funktionalität. Man muss die Steuerung der Technik möglichst praktisch machen, die besten Geräte funktionieren durch einfache Ansteuerungen, zum Beispiel intuitiv.

Das heisst, das Beste wäre, die Hilfen könnten per Interface, also durch eine elektronische Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine gesteuert werden – zum Beispiel zwischen Hirn und Gerät?
Ja, wenn dies einmal zuverlässig funktioniert. Oder über ein Muskelinterface wie bei der erwähnten Armprothese.

An der Eröffnung der Fussball-WM in Brasilien trat ein Mann in einem Exoskelett auf, der per Gedanken seinen Stützapparat steuerte. Gibt es das am Cybathlon auch?
Ja, allerdings spielt sich die Gedankensteuerung beim Cybathlon mithilfe eines Avatars am Computer ab. Ein Hirn-Interface, bei dem Elektroden am Kopf angesetzt werden, erkennt bestimmte Gedanken und Befehle und überträgt sie auf den Computer. Man könnte so natürlich auch Küchengeräte ansteuern oder eben Exoskelette.

Entwickeln Sie am Institut auch ein Exoskelett?
Ja, wir versuchen einen Stützapparat zu entwickeln, der in die Kleider integriert wird. Das ist bequemer und ästhetischer. Die aktuellen Exoskelette, die bereits teuer gekauft werden können, sind zu klobig, die Energieversorgung ist noch nicht gut, und die Funktionalität lässt zu wünschen übrig. Doch wir ­stehen erst am Anfang. Eine Teilnahme am Cybathlon kommt für uns noch nicht infrage.

Sie haben einmal gesagt, die Ansätze seien originell und vielversprechend, aber es sei trotzdem noch ein weiter Weg. Wo stehen wir?
Es fehlen Geräte, die eine breite Grundfunktion haben. Es gibt für einzelne Aufgaben wunderbare Hilfen. Etwa Beinprothesen, mit denen man schneller läuft als mit gesunden Beinen. Aber man kann mit ihnen nicht gut stehen, sitzen oder gar Auto fahren. Es fehlt die Technik, welche die breite Palette der Alltagsaufgaben abdeckt. Deshalb sind die Aufgaben der Parcours beim Cybathlon breit angelegt. Hinzu kommt: Angenommen, es gäbe schon eine Prothese, die alltagstauglich ist, so ist sie derzeit nur ein Laborgerät. Nun muss sie noch ­zuverlässig funktionieren und lange ­halten, sie muss kostengünstig sein und vor allem auch akzeptiert werden.

Sie meinen, der Ingenieur ­entwickelt manchmal an den ­Wünschen der Patienten vorbei?
Entwickler überschätzen sich oft, sie meinen, sie hätten das Problem gelöst. Technisch mag das sein, aber oft ist es nicht im Interesse der Patienten. Nur ein Viertel der Personen mit Armamputation trägt eine Prothese, weil die meisten darin eher eine Behinderung als eine Assistenz sehen. Die einen möchten möglichst nicht auffallen, die Prothese sollte geräuscharm sein. Junge Menschen dagegen finden die Technik vielfach cool und tragen sie eher so, dass sie sichtbar wird. In jedem Fall ist während einer Ent­wicklung ein enger Kontakt zwischen ­Ingenieur, Therapeut, Arzt und Patient notwendig.

Die Idee für diesen Wettkampf kam ihm vor zwei Jahren ganz spontan. Inspiriert von einer Aktion eines beinamputierten Mannes, der mit einer motorisierten Beinprothese die Treppen des bekannten Willis Tower in Chicago im Eiltempo meisterte. Robert Riener, Professor für Sensomotorische Systeme im Departement für Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH Zürich, fand Gefallen am Gedanken, durch ­Spitzenleistungen und Wettkampf den Fortschritt technischer Hilfssysteme voranzutreiben. Vor wenigen Wochen massen sich Menschen mit motorisierten Hand- und Armprothesen, sie öffneten Konfitüre­gläser und schnitten Brot. Gelähmte mit tragbaren Stützapparaten, sogenannten Exoskeletten, liefen über einen Parcours mit Rampen und Türen. Es gab Wettkämpfe mit elektrischen Rollstühlen, nicht vollständig Gelähmte fuhren Radrennen mithilfe elektrischer Muskelstimulation, und Athleten mit Tetraplegie steuerten am Computer einen Avatar mit der Kraft ihrer Gedanken. Die Techniken stammten aus bekannten Forschungslabors und von innovativen Firmen. Es war die Hauptprobe zum weltweit ersten Cybathlon, den die ETH ­Zürich nächstes Jahr im grossen Stil durchführen wird.

(Tages-Anzeiger)

Erstellt: 03.08.2015, 04:59 Uhr

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Robert Riener


Der 46-jährige Biomechaniker ist seit 2010 ordentlicher Professor für Sensomotorische Systeme an der ETH und Universität Zürich. Riener initiierte den Cybathlon 2016.

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