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News 06.06.2018

JuMP: Exoskelette über Nervensignale steuern

Projekt der FH Bielefeld misst Nervensignale, um Verzögerungen von Robotersystemen zu minimieren

Das Forschungsprojekt „JuMP - Hybrid Models for High-precision sEMG-based Joint Torque/Movement Prediciton for Wearable Robotics" des Instituts für Systemdynamik und Mechatronik (ISyM) der Fachhochschule Bielefeld ist gestartet. Im Projekt geht es um körpernahe, tragbare Robotersysteme, sogenannte aktive Exoskelette, die Menschen in der Durchführung von Bewegungen unterstützen sollen. Ziel ist es, die Bewegungen von Gliedmaßen – hier Armbewegungen – auf Basis von Messungen von Nervensignalen modellbasiert vorherzusagen, bevor diese sichtbar oder anderweitig mechanisch messbar werden.

Aufbauend auf dieser Vorhersage können die Bewegungen des Exoskeletts mit hoher Präzision synchron mit der Trägerbewegung ausgeführt und so der Tragekomfort verbessert werden. Das außergewöhnliche Projekt, in dem es um Grundlagenforschung in Fachhochschulen geht, wird für drei Jahre von der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit 370.000 Euro gefördert. Derzeit reagieren die kraftunterstützenden, tragbaren Robotersysteme aber noch verzögert auf Bewegungen. JuMP-Projektleiter Prof. Dr. Axel Schneider: „Aus Sicht der Benutzer fühlt sich ein solches Exoskelett in der Anwendung dann so an, als ob man es kontinuierlich hinterherzieht oder vor sich herschiebt.“

An dieser Stelle setzt JuMP an. Im Projekt werden Elektroden auf der Haut, oberhalb der beteiligten Muskeln, befestigt und die vom Muskel generierten elektrischen Signale gemessen (Oberflächenelektromyographie). Diese Signale entstehen durch Nervenimpulse , die das Gehirn an die Gliedmaße sendet um Bewegungen zu steuern. „Wir schauen uns elektrische Signale an, die vom Gehirn in den Körper gehen“, sagt Schneider. Diese Signale werden mit Hilfe von neuartigen, adaptiven Modellen ausgewertet und können Bewegungen des Arms voraussagen, bevor diese in der Bewegung sichtbar oder anderweitig mechanisch messbar werden. Später sollen die Modelle in die Steuerung eines Exoskeletts integriert werden, um die Armbewegung und die Bewegung des Robotersystems zu synchronisieren.

Weitere Informationen finden Sie hier.

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