Exoskelett Nasa entwickelt Roboterbeine für Raumfahrt und Medizin

Damit Raumfahrer auf langen Flügen nicht die Kraft in den Beinen verlieren, hat die Nasa ein Exoskelett entwickelt, das als Trainingsgerät eingesetzt wird. Es kann außerdem in der Medizin als Assistenzsystem für Gehbehinderte dienen.

X1 ist ein Exoskelett, das im Weltraum und in der Therapie eingesetzt werden soll. Je nach Anwendung kann es die Bewegung der Beine behindern oder unterstützen. Es ist eine Gemeinschaftsentwicklung des Johnson Space Center, der US-Weltraumbehörde Nasa und des Florida Institute for Human and Machine Cognition (IHMC) in Pensacola.

Das Exoskelett X1 wird wie Beinschienen angelegt. Am Körper wird es mit Gurten, die mit denen eines Rucksacks vergleichbar sind, festgemacht. Es wiegt knapp 26 Kilogramm und hat zehn Freiheitsgrade: Jedes Bein hat ein Hüft- und ein Kniegelenk, die alle vier motorisiert sind, hinzu kommen je drei passive Gelenke am Fuß. Diese ermöglichen es, den Fuß zu knicken, zu drehen und zu beugen.

Robotrainer für Astronauten

Gedacht ist X1 in erster Linie als Trainingsgerät für Astronauten, etwa für die Besatzung der Internationalen Raumstation (ISS) oder für Raumfahrer auf Langzeitmissionen wie Flügen zu einem fernen Asteroiden oder zum Mars. Unterwegs könnten sie das Exoskelett anlegen und Übungen gegen den Widerstand der Motoren durchführen. Solche Übungen sind wichtig, um die Gesundheit der Astronauten bei weitgehender Schwerelosigkeit zu erhalten. X1 ist zudem mit Sensoren ausgestattet, die Lebensdaten während des Trainings aufzeichnen, die dann ans Kontrollzentrum auf der Erde übertragen werden.

Sind die Astronauten auf einem fremden Himmelskörper gelandet, können sie das Exoskelett über dem Raumanzug tragen. Es kann ihnen das Gehen auf einem Himmelskörper mit weniger Schwerkraft erleichtern oder ihnen mehr Kraft verleihen.

Auf der Erde soll X1 als Assistenzsystem eingesetzt werden, das Patienten mit einer Lähmung beim Gehen unterstützen soll. Dabei kommen vom IHMC entwickelte Algorithmen zum Einsatz, die dem Träger helfen, auf unterschiedlichem Gelände zu gehen oder Treppen zu steigen.

Nebenprodukt vom Robonaut

Das Exoskelett ist ein Nebenprodukt des Robonaut 2 (R2), des humanoiden Roboters, den die Nasa zusammen mit dem US-Unternehmen General Motors (GM) entwickelt hat. Der Roboter, dem derzeit noch die Beine fehlen, ist seit gut einem Jahr auf der ISS im Einsatz.

X1 ist nicht das einzige Nebenprodukt aus dem R2-Projekt: Im Frühjahr hatten Nasa und GM den Human Grasp Assist vorgestellt - einen Roboterhandschuh, der den Griff des Menschen verstärken und so helfen soll, schmerzhaften Schulter- und Handbeschwerden vorzubeugen.