ARKOPY – Autonomous Robotic Knee Orthosis for Training and Therapy
Laufzeit: 08.2022 - 08.2024
Schlagwörter: Medizintechnik, Aktives Exoskelett, Künstliche Intelligenz, Leichtbau
Der vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg beliehene Projektträger ist die VDI/VDE Innovation + Technik GmbH.
Mobilität ist die Grundlage für ein aktives und selbstbestimmtes Leben. Der starken Zunahme körperlicher Einschränkungen, in Folge neurologischer Schäden durch Schlaganfälle und Herzinfarkte, kann mit innovativen robotischen Behandlungsmethoden, in Form aktiver Exoskelette, begegnet werden. Dabei bestimmen die Parameter Gewicht, Unterstützungsgrad und Nutzungsdauer die Effektivität von Exoskeletten bei der Therapie. Bei Rehakliniken besteht ein großes Interesse an besonders leichten und gleichzeitig leistungsstarken Hilfsmitteln. Ziel des beantragten Projekts ist eine aktive Knieorthese mit einem neuartigen innovativen Leichtbauaktuator und einer KI basierten Regelung zur optimalen Adaptierung an unterschiedlichste Nutzer und Aktivitäten. Zur Verifikation des Funktionsdemonstrators wird ein spezieller Beinsimulator entwickelt. Damit können unterschiedliche Aktivitäten realitätsnah abgebildet, und so die Regelungsalgorithmen optimiert und die Leistungsfähigkeit nachgewiesen werden. Schlüssel zur Erreichung dieses ambitionierten Ziels ist ein neuartiger biomimetischer Kniegelenkantrieb, der durch die Verwendung von hochfesten Seilen und speziell geformten Umlenkrollen für eine winkelabhängige Kraftübersetzung den Eigenschaften des menschlichen Kniegelenks nahekommt. Darüber hinaus wird ein intelligenter, auf Machine-Learning basierender, Unterstützungsalgorithmus entwickelt. Dieser soll eine optimale Unterstützung der Benutzer bei den unterschiedlichen Aktivitäten sicherstellen. Zur Realisierung des Projekts kooperiert die Advanced Mechatronics GmbH, als Spezialist für sichere Elektronik und Medizintechnik, mit dem Zentrum für Zuverlässige Mechatronische Systeme der Hochschule Aalen. Der entwickelte Funktionsdemonstrator wird am Ende des Projekts an der Rehaklinik Zihlschlacht durch eine technische Erprobung validiert. Die Industrialisierung der Ergebnisse erfolgt nach Projektabschluss durch Advanced Mechatronics.
