Exoskelett lässt Gelähmte wieder gehen

Robotische Anzüge verleihen übermenschliche Kräfte. Ein robotisches System, das ein Israeli entwickelt hat, ermöglicht es Gelähmten, aus dem Rollstuhl aufzustehen und zu gehen. ReWalk besteht aus computergesteuerten und motorisierten Beinschienen. Exoskelette aus Japan und den USA verleihen Menschen Riesenkräfte.

28. August 2008 um 17:35 Uhr / Werner Pluta

Nach einem Unfall bei der Armee war Radi Kaiof zwanzig Jahre lang an den Rollstuhl gefesselt. Jetzt kann er mithilfe des robotischen Exoskeletts ReWalk, das das israelische Unternehmen Argo Medical Technologies entwickelt hat, wieder gehen.

Video: ReWalk

Das System besteht aus Beinscheinen mit Gelenken, die durch Motoren bewegt werden. Über ein Armband kann Kaiof verschiedene Bewegungsmodi wählen, etwa ob er sich setzen oder aufstehen, auf einem ebenen Weg gehen oder eine Treppe hinaufsteigen möchte. Hat er gewählt, lehnt er sich mit seinem Oberkörper nach vorne. Sensoren registrieren die Bewegung und aktivieren die robotischen Beine. Gelenkt wird ebenfalls mithilfe der Sensoren: Sie erkennen, wenn Kaiof seinen Oberkörper verlagert und ändern die Richtung entsprechend.

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Gesteuert wird das System von einem Computer, den Kaiof zusammen mit den Akkus, die das System mit Strom versorgen, in einem Rucksack trägt. Um die Balance zu wahren, braucht er ein paar Krücken. Dennoch ist Kaiof begeistert von ReWalk. "Ich habe nicht geglaubt, dass ich je wieder laufen könnte" , sagte er der britischen Tageszeitung Daily Mail .

"Es hat mich erstaunt, dass sich im 21. Jahrhundert, in dem Veränderungen im Nanosekundentakt gemessen werden, für fünf Millionen behinderte Menschen in der entwickelten Welt seit Anfang des 20. Jahrhunderts nur wenig geändert hat" , sagt Entwickler Amit Goffer, der seit 1997 im Rollstuhl sitzt. "ReWalk ist der erste Schritt nach vorne bei der Mobilitätsassistenz seit fast 100 Jahren." Da ReWalk die Nutzung von Krücken voraussetzt, ist das System nur für Patienten geeignet, die unterhalb der Taille gelähmt sind. Goffer selbst kann ReWalk nicht nutzen, weil seine Arme nicht voll funktionsfähig sind. Das System wird seit Februar 2008 im Sheba Medical Centre in Tel Aviv klinischen Tests unterzogen. Im Jahr 2010 soll es für rund 12.000 Euro auf den Markt kommen.

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Wissenschaftler der Universität von Tsukuba in Japan arbeiten bereits seit einigen Jahren an einem ähnlichen robotischen Exoskelett, das sie Hybrid Assistive Limb (HAL) getauft haben. HAL wurde entwickelt, so die Entwickler, "um die körperlichen Fähigkeiten zu erweitern und zu verbessern" . Anders als ReWalk unterstützt HAL Arme und Beine. Der Nutzer steckt bis zum Hals in dem 1,60 Meter hohen und 23 Kilo schweren Roboteranzug.

Gesteuert wird HAL durch Nervensignale. Will der Mensch ein Bein oder einen Arm bewegen, sendet das Gehirn elektrische Signale aus, die die Muskeln aktivieren. Sensoren auf der Haut fangen diese Signale auf und leiten sie an das Exoskelett weiter, das die entsprechenden Extremitäten zusammen mit den menschlichen Körperteilen bewegt. Neben dieser vom Willen abhängigen Steuerung gibt es eine zweite, autonome. Diese basiert auf einer Datenbank mit Bewegungsmustern, wie "von einem Stuhl aufstehen" oder "Treppen steigen". Die Muster erstellt HAL mit der Zeit aus den Bewegungen des Trägers. Erkennt HAL ein bekanntes Muster, unterstützt er den Menschen automatisch bei dieser Bewegung.

Die Entwickler sehen verschiedene Anwendungen für ihr Produkt: So soll HAL unter anderem ähnlich wie ReWalk Behinderte unterstützen. Er kann zudem bei der Rehabilitation oder Krankengymnastik eingesetzt werden. Da er seinem Nutzer die doppelte bis zehnfache Körperkraft verleiht, können ihn auch Schwerarbeiter, etwa in Fabriken, oder Helfer bei Katastropheneinsätzen tragen. Die Akkulaufzeit beträgt nach Herstellerangaben bis zu fünf Stunden.

Ab August 2008 soll HAL von Cyberdyne , einer Ausgründung der Universität, in Serie produziert werden. Im Oktober 2008 weiht das Unternehmen eine neue Fabrik ein, die im Jahr 500 HAL-Roboter bauen soll. Die Roboteranzüge sind laut Cyberdyne jedoch vorerst nur in Japan erhältlich. Über den Preis macht der Hersteller keine Angaben.

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Martialischer ist das Exoskelett XOS , das Sarcos, eine Tochter des US-Rüstungskonzerns Raytheon, für militärische Zwecke entwickelt hat. Der 75 Kilo schwere Roboteranzug unterstützt die Bewegungen des Menschen mit hydraulischen Muskeln und verleiht ihm dabei Riesenkräfte: Bei einer Vorführung stemmte eine Testperson ein Gewicht von 100 Kilo gleich mehrere hundert Mal. Das Gewicht des Exoskeletts scheint den Träger kaum zu behindern: Er kann damit mühelos Treppen steigen und laufen.

Wie die Entwickler von HAL ließen sich auch die Sarcos-Mitarbeiter von Science Fiction inspirieren – und präsentierten den XOS rechtzeitig zum Start des Films "Iron Man", in dem ein Exoskelett dem Protagonisten übermenschliche Fähigkeiten verleiht.