Bionik: Diese Hosen helfen beim Treppensteigen

Wenn wir das Wort Bionik hören, denken wir oft an eine ferne Zukunft oder Science Fiction Fantasien. Tatsächlich aber ist Bionik – das Verschmelzen von Robotik und Biologie – auch heute schon sehr real. So sind beispielsweise sogenannte Exoskelette nicht mehr nur in Tom-Cruise-Filmen zu finden, sondern weltweit werden mehrere Anzüge entwickelt, die die Kräfte des Trägers multiplizieren sollen. Aber auch im kleineren finden sich Applikationen für die Bionik: Zum Beispiel in dieser bionischen Hose, die ihren Träger bei alltäglichen Dingen wie Treppensteigen unterstützen soll.

Die Zukunft der Bionik liegt in der Vielfalt

Erstmal ein bisschen was Grundsätzliches zur Bionik: Die größte Herausforderung bei der Konstruktion von bionischen Hilfsmitteln ist die große Vielfalt an Situationen, in denen wir sie einsetzen wollen sowie in der großen Bewegungsfreiheit des menschlichen Körpers. Die Zukunft der Bionik liegt also darin, Hilfsmittel zu entwickeln, die sich an die Situation und an ihren Träger anpassen können. Hierfür ist ein Zusammenspiel verschiedener Technologien von Nöten. Am Ende der Entwicklung sollten bionische Systeme unsere Bewegungen erahnen können, bevor wir sie wirklich durchführen.

Dies könnte mit Sensoren erreicht werden, die direkt am Nerv oder besser noch am Gehirn motorische Signale aufnehmen und verarbeiten. In Zusammenspiel mit Muskelsensoren und am Körper angebrachten Beschleunigungssensoren könnte so ein möglichst genaues Bild unserer Bewegungsabläufe entstehen. Dieses müsste dann noch von einem Computersystem entsprechend interpretiert und in Signale für die bionischen Hilfsmittel gewandelt werden – welcher Art auch immer diese sind.

Weiche Robotik statt harte Materialien

Momentan nutzen die meisten bionischen Projekte Materialien wie Metall oder Plastik. Deren großer Nachteil liegt auf der Hand: Sie sind nur sehr bedingt flexibel. In der Natur hingegen dominieren weiche Materialien wie Muskeln oder Haut. Und der Mensch fühlt sich in weichen Materialien generell wohler als in harten. Deshalb liegt die Zukunft der Bionik in weicher Robotik. Bei derartigen Systemen wird statt auf harte Materialien auf weiche wie Stoffe, weiche Kunststoffe und Gels gesetzt. Statt Motoren und Schaltboxen werden intelligente Materialien eingesetzt, die sich den Bedürfnissen der Träger anpassen und beispielsweise die Kontraktionen biologischer Muskeln simulieren. Dies ermöglicht es, weitaus flexiblere und adaptive bionische Systeme zu konstruieren, wie zum Beispiel die folgend vorgestellte bionische Hose.

Smart Trousers Project: Adaptive bionische Technologie

Das Smart Trousers Project ist ein Zusammenschluss der Universitäten von Bristol, Leeds, Nottingham, Southampton, Strathclyde, Loughborough und der University of the West of England und soll die Möglichkeiten im Bereich intelligente Kleidung demonstrieren. Die intelligenten Hosen sollen in der Lage sein, die Bewegungen des Trägers vorherzusehen und gegebenenfalls mechanisch zu unterstützen. Beispielhafte Einsatzsituationen sind Treppensteigen oder das Aufstehen von einem Stuhl.

Neben einer reinen Technologiedemonstration soll das Projekt auch die Praxistauglichkeit von bionischer Kleidung überprüfen. Das heißt, neben der bionischen Eigenschaften muss die Hose vor allem eins sein: stylish. Denn letztlich nützt die beste Technologie nichts, wenn das Produkt davon grottenhässlich ist. In Zukunft will das Smart Trousers Project die Hose noch weiter mit dem menschlichen Körper verbinden. So sollen beispielsweise Sensoren unter der Haut Nervensignale messen und verarbeiten.

Die Verwendung von Sensoren an Nervenenden findet auch in der medizinischen Bionik Anwendung. So gibt es zum Beispiel an der medizinischen Universität Wien drei Patienten, die nach schweren Handverletzungen einwilligten, ihre Hand amputieren und mit einer bionischen Prothese ersetzen zu lassen, die mittels Sensoren an den Nerven gesteuert werden.

Nun werden wir sicherlich nicht in naher Zukunft mit Roboterhosen durch die Gegen laufen. Aber es handelt sich um ein Wissenschaftsfeld, dass nicht nur gewaltige Möglichkeiten für die regenerative Medizin bietet, sondern auch im täglichen Leben sehr hilfreich sein kann.

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