Bionics

Bei der Entwicklung von Robotersystemen sind für uns die Fähigkeiten des Menschen gleichermaßen Ziel und Inspiration. Wir versuchen diese Fähigkeiten qualitativ und quantitativ zu verstehen, um technische Systeme zu verbessern und Menschen mit körperlichen Einschränkungen durch robotische Systeme zu unterstützen. Diese Forschung fassen wir unter dem englischen Begriff „Bionics“ zusammen, um ihn vom deutschen Begriff „Bionik“ abzugrenzen, welcher eine Methode beschreibt. Um das menschliche „Vorbild“ begreifen zu können, erfassen wir dabei Bio-Daten, die bei der natürlichen Interaktion zwischen Mensch und Umwelt entstehen. Dazu zählen zum Beispiel die Muskelaktivität, ausgeübte Kräfte und durchgeführte Bewegungen.

Zur Signalerfassung verwenden wir verschiedene Methoden: von Oberflächenelektromyographie und Ultraschallmessungen über neuronale Implantate, bis hin zu neuen selbstentwickelten Sensorsystemen. Die so erfassten Daten kodieren unterschiedliche Informationen über kinematische und dynamische Funktionen und Fähigkeiten des Menschen.

Diese Informationen werden von uns auf zweierlei Art eingesetzt.

• Einerseits wollen wir technische Systeme so bauen, bzw. optimieren, dass sie ‒ unter bestimmten Bedingungen ‒ eine ähnliche Leistungsfähigkeit wie der Mensch erreichen. Ein Beispiel hierfür sind biartikuläre Gelenke, bei denen wir die Steifigkeit variabel einstellen können.
• Andererseits möchten wir die extrahierten Informationen nutzen um Robtersysteme zu steuern und damit Menschen mit körperlichen Behinderungen zu unterstützen. Dieser Ansatz findet Anwendung im Bereich von Prothesenhänden für Amputierte, bei Assistenzrobotern für Menschen mit eingeschränkter Bewegungsfähigkeit, bis hin zur robotergestützten Rehabilitation z.B. nach einem Schlaganfall.