Die selbstlernende Handprothese

Das Medizintechnik-Unternehmen Ottobock hat eine Handprothese entwickelt, die auf Künstlicher Intelligenz basiert. Handamputierte können sie intuitiv mit der Kraft ihrer Gedanken steuern und dadurch ein aktives, eigenständiges Leben führen.

Einarmiger Mann benutzt Handprothese von Ottobock beim Bohren.
Wolfgang Bauer bedient seine künstliche Hand mit der Kraft seiner Gedanken. ©Ottobock

Wolfgang Bauer ist 21 Jahre alt, als er mit seiner rechten Hand in einen Häcksler gerät. „Natürlich habe ich am Anfang gehofft, dass man die Hand vielleicht noch retten könnte. Aber mir war schnell klar, dass das nicht geht“, erinnert sich der heute 24-Jährige. Mittlerweile ist Wolfgang Bauer angehender Landwirtschaftsmeister und im elterlichen Betrieb voll eingespannt: Er versorgt die Tiere mit Heu und Wasser, schleppt Kisten, arbeitet in der kleinen hofeigenen Werkstatt oder am Computer und sortiert auch schon einmal rohe Eier – und all das beidhändig.

Muster klassifizieren, Bewegungen auslösen

Möglich macht dies die Handprothesen-Steuerung „Myo Plus“ des Medizintechnik-Unternehmens Ottobock aus Duderstadt. Das neongrün-schwarze Hightech-Instrument basiert auf Mustererkennung und Künstlicher Intelligenz. Das Besondere: Bauer bedient seine künstliche Hand allein mit der Kraft seiner Gedanken. Sobald er eine bestimmte Handbewegung machen möchte, sendet sein Gehirn Signale an seine Unterarmmuskulatur. Denn trotz des Unfalls kann sich Bauer weiterhin vorstellen, seine Hand zu öffnen, zu schließen oder zu drehen. Dabei aktiviert er die verbliebene Muskulatur im Stumpf.

Mithilfe von acht Elektroden misst „Myo Plus“ die eingehenden Signale und erkennt daraus Muster, die zu einzelnen Bewegungen gehören. Die Signale und Muster kann die intelligente Prothese klassifizieren und verstärken, um sie schließlich in eine Handbewegung zu übersetzen. „Ich muss nicht einmal über die Steuerung nachdenken. Innerhalb einer Sekunde erfolgt das praktisch automatisch. Wie bei einer echten Hand“, erzählt Bauer. An seiner alten Prothese habe er mit der linken Hand stets eine Art Schalter umlegen müssen. „Heute denke ich einfach den Griff, den ich machen möchte, und die Prothesensteuerung setzt ihn um.“

Feintuning per App

Für unterschiedliche Aufgaben stehen verschiedene Prothesenhände zur Verfügung. ©Ottobock

Auch aus medizinischer Sicht macht eine selbstlernende Prothese Sinn. „Der große Vorteil liegt insgesamt darin, dass die Prothese vom Anwender lernt, und nicht wie bisher der Anwender lernen muss, wie eine Prothese funktioniert oder sich der Funktionsweise der Prothese anpassen muss“, erklärt Dr. Thomas Fuchsberger. Als Oberarzt an der BG Klinik in Tübingen versorgte er dort im Rahmen einer klinischen Studie erste Patienten mit der „Myo Plus“-Prothesensteuerung.

Die erste Einstellung nimmt ein Orthopädietechniker vor. Doch eine App erlaubt es Patientinnen und Patienten, die Steuerung selbst zu optimieren. So können Sie Bewegungsmuster besser eintrainieren, verfeinern und dann speichern. „Ich mache die Hand immer schnell auf und gehe dann in die einzelnen Griffe. Es geht alles über das Unterbewusstsein und deswegen bin ich sehr, sehr schnell“, erklärt Wolfgang Bauer den Lernvorgang der „Myo Plus“-Mustererkennung.

Verschiedene Hände

Die Prothesensteuerung von Ottobock kann mehr Signale verarbeiten und mehr Handbewegungen auslösen als konventionelle Systeme und kann schneller, präziser und intuitiver gesteuert werden. Zusätzlich kann Wolfgang Bauer für unterschiedliche Aufgaben auf dem Hof verschiedene Prothesenhände einsetzen – etwa eine für leichte, aber vielfältige Arbeiten und eine andere, um fest zuzupacken. Seine neue Handprothese auf Basis Künstlicher Intelligenz setzt ihm dabei kaum Grenzen.

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Myo Plus Mustererkennung - die Geschichte von Anwender Wolfgang