Wussten Sie, dass die Nutzung eines medizinischen Exoskeletts im Alltag die Unabhängigkeit der Betroffenen erhöht und es ihnen ermöglicht, ein aktiveres Leben zu führen? Dieses erstaunliche medizinische Gerät bietet eine Vielzahl von Vorteilen für Menschen mit neurologischen Beeinträchtigungen wie Multipler Sklerose, Querschnittslähmung und Schlaganfall. Exoskelette verbessern nicht nur die Mobilität und Unabhängigkeit, sondern steigern auch die Lebensqualität, indem sie es den Nutzern ermöglichen, ihre täglichen Aktivitäten mit weniger Hilfe zu bewältigen.
Medizinische Exoskelette sind daher nicht nur ein Symbol für technologische Fortschritte, sondern auch für menschlichen Fortschritt hinsichtlich Inklusion und Lebensqualität. Diese medizinische Technologie spielt eine entscheidende Rolle im Alltag und in Rehaeinrichtungen, indem sie umfangreiche bauliche Anpassungen in der Infrastruktur reduzieren oder vermeiden kann. Exoskelette helfen den Nutzern, tägliche Aufgaben eigenständig zu erledigen und soziale Aktivitäten auszuüben, was letztlich zu einer besseren Einbindung in die Gesellschaft führt.
Wichtige Erkenntnisse
- Medizinische Exoskelette unterstützen Menschen mit neurologischen Beeinträchtigungen.
- Sie verbessern Mobilität, Unabhängigkeit und Lebensqualität.
- Exoskelette finden breite Anwendung im Alltag und in Rehaeinrichtungen.
- Sie reduzieren die Notwendigkeit umfangreicher baulicher Anpassungen in der Infrastruktur.
- Exoskelette fördern die Inklusion und helfen bei der Überwindung von Barrieren.
Einführung in die Exoskelette
Exoskelette stellen eine Schlüsseltechnologie in der modernen Medizintechnik dar, die darauf abzielt, die Beweglichkeit der Nutzer durch mechanische Unterstützung zu erhöhen. Diese fortgeschrittene Technologie ist besonders wertvoll für Menschen mit körperlichen Beeinträchtigungen und bietet Unterstützung sowie Verbesserung der grundlegenden Mobilitätsfunktionen. Seit 2013 beschäftigt sich Dr. Kai Heinrich intensiv mit Exoskeletten am Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA).
Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Exoskeletten: passive und aktive. Passive Exoskelette verwenden Federn oder elastische Bänder zur Energieunterstützung, während aktive Exoskelette elektrische oder pneumatische Antriebe und automatisierte Steuerung nutzen. Diese medizinischen Geräte unterstützen meist nur eine spezifische Körperregion und können die Ermüdung der Muskulatur verzögern sowie ergonomische Körperhaltungen fördern.
Kurzzeitstudien liefern Hinweise darauf, dass Exoskelette das Muskel-Skelett-System kurzfristig entlasten können. Eine Zwischenstudie deutet darauf hin, dass über den Verlauf eines Arbeitstages eine Unterstützung von etwa zehn Prozent der maximalen Muskelkraft-Kapazität geboten wird. Es wurde jedoch festgestellt, dass Exoskelette potenziell neue Gefährdungen am Arbeitsplatz verursachen könnten, wie mechanische Gefährdungen durch spezifische Konstruktionselemente. Daher ist eine sorgfältige Auswahl und Testphase entscheidend für die effektive Nutzung dieser fortgeschrittenen Technologie.
Mögliche Einsatzgebiete für Exoskelette umfassen Tätigkeiten wie Überkopfarbeiten, Arbeiten mit statisch nach vorn gebeugter Haltung und das Heben und Absetzen von Lasten. EduExo-Kits, entwickelt von der Firma Auxivo, bieten eine Einführung zur Technologie der Exoskelette für Bildungszwecke und zielen darauf ab, das Verständnis durch projektbasiertes und praktisches Lernen zu vertiefen. Die Exoskelett-Branche entwickelt sich rapide weiter, und Zugang zu aktuellen Lernressourcen sowie Hardware ist von großer Bedeutung.
Technologische Unterstützung durch Exoskelette
Die Technologie hinter Exoskeletten umfasst fortgeschrittene Robotik und Sensorik, die es ermöglichen, die Bewegungen des Nutzers präzise zu erkennen und zu unterstützen. Das Exoskelett bietet eine umfassende technologische Unterstützung, die sowohl in der Pflege als auch in anderen Bereichen von großem Nutzen ist.
Robotik und Sensorik
Exoskelette in der modernen Robotik und Sensorik ermöglichen eine präzise Steuerung und Anpassung an die Bewegungen der Nutzer. Bei der m&i-Fachklinik Ichenhausen werden derzeit drei Exoskelette im Pflegebereich eingesetzt. Hierbei übernehmen die Geräte bis zu 30 Kilogramm Gewicht pro Hebevorgang, was eine enorme Entlastung für das Pflegepersonal bedeutet. Die integrierten Haltegriffe erleichtern zudem den Umgang mit Patienten, was in der Praxis immer wieder durch positives Feedback bestätigt wird.
Intelligente Motoren
Intelligente Motoren sind der Schlüssel zu den kraftvollen und kontrollierten Bewegungen der Exoskelette. Diese intelligenten Motoren treiben die Gelenke der Exoskelette an, um eine exakte Anpassung an die menschlichen Bewegungen zu ermöglichen. In der Testphase der m&i-Fachklinik teilen zwei Pflegekräfte regelmäßig ihre Erfahrungen mit Kollegen und berichten von einer erheblichen Entlastung des Rückens, insbesondere bei der Pflege schwererer Patienten. Die Klinik erhofft sich dadurch langfristig weniger krankheitsbedingte Ausfälle und eine höhere Zufriedenheit der Pflegekräfte.
Exoskelette im Alltag
Im Alltag bieten Exoskelette entscheidende Unterstützung für Menschen mit neurologischen Beeinträchtigungen. Diese innovative Technologie ermöglicht es den Nutzern, alltägliche Herausforderungen wie Treppensteigen und das Gehen auf unebenem Grund zu bewältigen. Dank der fortschrittlichen Entwicklungen können Exoskelette die physische Belastung verringern, was entscheidend für die Lebensqualität der Benutzer ist.
Hilfe für Menschen mit neurologischen Beeinträchtigungen
Für Menschen mit neurologischen Beeinträchtigungen, wie beispielsweise Multiple Sklerose oder nach einem Schlaganfall, bieten Exoskelette erhebliche Erleichterungen im Alltag. Dank dieser Technologie können Benutzer nicht nur ihre Mobilität verbessern, sondern auch ihre Unabhängigkeit im alltäglichen Leben steigern. Statistiken zeigen, dass Exoskelette zur Reduzierung von Muskel-Skelett-Erkrankungen und arbeitsbedingten Verletzungen beitragen.
Reduzierung von baulichen Anpassungen
Ein weiterer großer Vorteil von Exoskeletten im Alltag ist die Reduzierung von baulichen Anpassungen. Da Exoskelette eine autonome Mobilisierung ermöglichen, sind kostspielige und zeitaufwendige bauliche Anpassungen in vielen Fällen überflüssig. Dies führt zu Einsparungen sowohl in finanzieller Hinsicht als auch in Bezug auf die durch Umbaumaßnahmen verursachten Unannehmlichkeiten.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Exoskelette im Alltag eine wertvolle Hilfe darstellen, insbesondere für Menschen mit neurologischen Beeinträchtigungen. Sie bieten eine verbesserte Lebensqualität durch erhöhte Mobilität und Unabhängigkeit, während gleichzeitig der Bedarf an baulichen Anpassungen reduziert wird.
Medizinische Exoskelette in Rehaeinrichtungen
In Rehaeinrichtungen werden medizinische Exoskelette zunehmend eingesetzt, um die Mobilität und Gehfähigkeit der Patienten durch gezieltes Training zu verbessern. Der regelmäßige Gebrauch dieser Geräte kann neuroplastische Veränderungen im Gehirn fördern und so zur Rehabilitation von neurologischen Beeinträchtigungen beitragen.
Verbesserung der Mobilität
Die m&i-Fachklinik Ichenhausen setzt derzeit drei Exoskelette im Pflegebereich ein, die bis zu 30 Kilogramm pro Hebevorgang übernehmen können. Zwei Pflegekräfte nutzen die Exoskelette bereits regelmäßig, was zu einer spürbaren Reduzierung der körperlichen Belastung geführt hat. Diese technologische Unterstützung hat das Potenzial, die Mobilität der Patienten zu verbessern und die Arbeit des Pflegepersonals zu erleichtern.
Training der Gehfähigkeit
Durch den Einsatz von medizinischen Exoskeletten wird in Rehaeinrichtungen gezieltes Training der Gehfähigkeit ermöglicht. Dies spielt eine entscheidende Rolle in der physischen Rehabilitation, insbesondere bei Patienten mit neurologischen Beeinträchtigungen. Beispielsweise haben Studien gezeigt, dass der Einsatz von Exoskeletten zu einer spürbaren Verbesserung der Muskelkraft und der Gangmuster führen kann.
Förderung neuroplastischer Veränderungen
Regelmäßige Übungseinheiten mit medizinischen Exoskeletten fördern neuroplastische Veränderungen im Gehirn der Patienten. Diese Veränderungen können zu einer schnelleren und nachhaltigeren Rehabilitation führen. Die Rückmeldungen aus der Praxis, besonders in der m&i-Fachklinik Ichenhausen, sind vielversprechend – insbesondere hinsichtlich der Entlastung des Rückens bei der Betreuung schwererer Patienten und dem Potenzial langfristiger Effekte wie weniger krankheitsbedingter Ausfälle.
Bekannte Hersteller von Exoskeletten
Die globale Landschaft der Exoskelett-Herstellung umfasst zahlreiche renommierte Firmen, die sich auf die Entwicklung und Produktion dieser fortschrittlichen medizinischen Geräte spezialisiert haben. Hersteller von Exoskeletten wie SUITX by Ottobock haben sich als führende Anbieter etabliert. Mehrere zehntausend Exoskelette von SUITX by Ottobock sind bei Kunden im Einsatz und überzeugen durch ihre Effizienz und Benutzerfreundlichkeit.
In der Tat bieten globale Anbieter wie Orthexo umfassende Verzeichnisse und detaillierte Informationen zu jedem Hersteller von Exoskeletten. Diese Plattformen liefern Einblicke in die verschiedenen Anwendungen der Geräte, angefangen von alltäglichen Aufgaben bis hin zu spezialisierteren Einsatzgebieten. Exoskelette wie das IX BACK AIR von Ottobock, das den unteren Rücken signifikant um bis zu 56 Prozent entlastet und das leichteste seiner Art auf dem Markt mit knapp drei Kilogramm Gewicht ist, sind Paradebeispiele für innovative medizinische Geräte.
Mit über 200 Studien, die die positive Wirkung von Exoskeletten in der Arbeitswelt belegen, zeigen globale Anbieter wie Orthexo, wie wertvoll diese Technologie für den modernen Arbeitsplatz ist. Arbeitsprozesse der Mitarbeitenden mit und ohne Exoskelett werden täglich für bis zu acht Stunden über einen Zeitraum von mehreren Wochen genau analysiert, um die Effizienz und Wirkung dieser medizinischen Geräte zu maximieren.
Neurologische Vorteile von Exoskeletten
Exoskelette bieten signifikante neurologische Vorteile für Personen, die an neurologischen Erkrankungen wie Multiple Sklerose, Querschnittslähmung oder einem Schlaganfall leiden. Diese Geräte ermöglichen therapeutische Bewegungen, die eine erhebliche Verbesserung der Lebensqualität und Rehabilitation der Betroffenen fördern können.
Unterstützung bei Multipler Sklerose
Bei Multiple Sklerose (MS) kommt es zu zahlreichen physischen und neurologischen Symptomen, die oft in erheblichen Mobilitätseinschränkungen resultieren. Exoskelette können bei MS-Patienten bedeutende Fortschritte erzielen. Eine Patientin, die sich einer Exoskelett-Therapie unterzog, berichtete von einer verbesserten Standstabilität und einer gesteigerten Muskelaktivität. Durch das Training konnte sie ihre physische Kraft und Ausdauer deutlich verbessern, was ihre Lebensqualität erheblich steigerte.
Hilfe bei Querschnittslähmung und Schlaganfall
Auch bei Querschnittslähmung und Schlaganfall bieten Exoskelette erhebliche Vorteile. Laut einer Cochrane Review aus dem Jahr 2020 kann durch roboter-assistiertes Gehtraining nach einem Schlaganfall jede achte Gehbehinderung verhindert werden. Studien zeigen, dass die Gehgeschwindigkeit von Patienten durch die Nutzung von Gangrobotern leicht verbessert werden konnte. Patienten in neurologischen Rehabilitationskliniken profitieren enorm von der roboter-assistierten Gangrehabilitation, insbesondere in den ersten drei Monaten nach einem Schlaganfall. Dies unterstreicht die bedeutende Rolle des Exoskeletts in der Rehabilitation von Personen mit schweren neurologischen Beeinträchtigungen.
Dadurch wird die Lebensqualität von Menschen mit neurologischen Erkrankungen durch Exoskelette erheblich verbessert und stellt einen wesentlichen Fortschritt in der medizinischen Rehabilitation dar.
Robotische Hose „WalkON“
Die von der Technischen Universität München entwickelte robotische Hose „WalkON“ unterstützt Nutzer durch intelligente Sensorik und Motoren bei ihren Bewegungen. Diese innovative Technologie zeigt enormes Potenzial und soll die Mobilität und Energieeffizienz beim Gehen erheblich verbessern.
Funktionsweise
Die „WalkON“-Technologie kombiniert präzise Sensorik mit leistungsfähigen Motoren, um die Bewegungen des Nutzers zu unterstützen. Dabei wird speziell die natürliche Gehbewegung nachgeahmt. Das textile Design, das an normale Kleidung erinnert, macht die robotische Hose besonders benutzerfreundlich und alltagstauglich.
Reduzierung des Energieverbrauchs
Laut Studien kann die „WalkON“ bis zu 18% des Energieverbrauchs beim Gehen bei jüngeren Personen und über 10% bei älteren Personen senken. Diese Einsparung entspricht einer Gewichtsreduktion von 10 Kilogramm bei jüngeren und 6 Kilogramm bei älteren Personen. Die effiziente Energienutzung trägt wesentlich zur Entlastung der Nutzer bei und kann deren Mobilität und Ausdauer verbessern.
Sicherheitsaspekte
Ein zentraler Aspekt der robotischen Hose „WalkON“ ist die Sicherheit der Nutzer. Durch die intelligente Sensorik wird das Risiko von Stürzen minimiert, was insbesondere für ältere Menschen von großer Bedeutung ist. Die Nutzer berichteten in Umfragen über ein hohes Maß an Kontrolle und Zufriedenheit beim Tragen der Hose. Diese positiven Rückmeldungen unterstreichen die Bedeutung der Sicherheit in der Entwicklung und Anwendung der „WalkON“.
Entwicklung und Produktion von Exoskeletten
Die Entwicklung und Produktion von Exoskeletten erfordert eine umfassende Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Medizinern und Designern. Diese interdisziplinären Teams arbeiten zusammen, um innovative Lösungen zu schaffen, die präzise auf die Bedürfnisse der Nutzer abgestimmt sind.
Aktive Exoskelette mit Antrieb werden aktuell in Ländern wie den USA, Südkorea, Japan und Deutschland entwickelt. Nutzbare Modelle wurden vor allem von militärnahen Einrichtungen seit Anfang des Jahrtausends vorangetrieben, und seit Ende der 2010er Jahre befindet sich der Einsatz außerhalb des Militärs noch im Anfangsstadium.
Beispiele für bedeutende Projekte umfassen das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik, das mit dem Laufsimulator HapticWalker eine Unterstützung für Schlaganfall-Patienten entwickelt hat. Hyundai präsentierte 2017 zwei Exoskelette für therapeutische Zwecke: den Hyundai Universal Medical Assist (HUMA) und das Hyundai Medical Exoskeleton (H-MEX).
Für körperlich arbeitende Menschen gibt es Ergoskelette wie die Exoskelette Powerloader von Panasonic oder den Body Extender von Percro. German Bionic Systems hat als erstes Unternehmen in Deutschland aktive Exoskelette zur Unterstützung von Arbeitnehmern in Serie hergestellt, während der Rosenheimer Klinikverbund die Apogee+ Exoskelette nutzt, um Pflegekräfte bei Hebebewegungen zu entlasten.
OEMs stehen in der Exoskelett-Industrie vor der Herausforderung, optimale Anwendungsbereiche zu identifizieren und gleichzeitig eine umfassende Produktion sicherzustellen. Eine effektive und schnelle Skalierung ist entscheidend für die Produktion von Exoskeletten, wobei Kollmorgen mit seinen TBM2G-Motoren verschiedene Größen und Längen bietet, die speziell für Exoskelette entwickelt wurden und die notwendige Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit gewährleisten.
Potenzial von Exoskeletten für ältere Menschen
Exoskelette bieten ein enormes Potenzial, um die Mobilität und Unabhängigkeit älterer Menschen zu verbessern. Durch die Unterstützung bei alltäglichen Bewegungen können diese innovativen Geräte älteren Personen helfen, länger aktiv und selbstständig zu bleiben. Die Hilfe durch Exoskelette ermöglicht es älteren Menschen, ihre Mobilität zu erhöhen und somit ihre Lebensqualität erheblich zu verbessern.
Darüber hinaus tragen Exoskelette dazu bei, das Risiko von Stürzen und Verletzungen zu verringern. Dies ist besonders wichtig für ältere Menschen, die oft unter eingeschränkter Beweglichkeit und Ausdauer leiden. Mit der Unterstützung durch diese technologischen Hilfsmittel können sie einfacher und sicherer ihren täglichen Aktivitäten nachgehen. Zudem fördern Exoskelette die Unabhängigkeit, indem sie die körperlichen Fähigkeiten ihrer Nutzer stärken und ihnen ermöglichen, Aufgaben, die sie sonst nicht mehr alleine bewältigen könnten, wieder selbstständig zu erledigen.
Die Integration von Exoskeletten in den Alltag älterer Menschen könnte einen bedeutenden Beitrag zur Verringerung der Belastung von Betreuungspersonal leisten. Dadurch wird nicht nur die Lebensqualität der älteren Generation gesteigert, sondern auch die Arbeitslast in Pflegeberufen reduziert. Insgesamt zeigen diese Fakten das Potenzial von Exoskeletten, die Mobilität und Unabhängigkeit älterer Menschen maßgeblich zu fördern und ihre Lebensqualität nachhaltig zu verbessern.
Künstliche Intelligenz in Exoskeletten
Die Integration von Künstliche Intelligenz in Exoskelette ermöglicht es, adaptive Systeme zu entwickeln, die sich automatisch an die individuellen Bedürfnisse und Bewegungsmuster der Nutzer anpassen. Diese Technologie erhöht die Effektivität der Exoskelette erheblich.
So bieten die E-Exoskelette von German Bionic eine Gewichtskompensation von bis zu 30 Kilogramm pro Hebebewegung, was die Belastung des Muskel-Skelett-Systems reduziert. Das Anlegen des Apogee E-Exoskeletts dauert nur 60 Sekunden, was die Benutzerfreundlichkeit deutlich erhöht.
Mithilfe der adaptive Systeme und Künstliche Intelligenz können diese Exoskelette Arbeiten ohne Überlastungsgefahr ermöglichen und einen quantifizierbaren Beitrag zur Prävention von Muskel-Skelett-Erkrankungen (MSE) leisten. Außerdem sind die Exoskelette vollständig staub- und wasserdicht sowie desinfizierbar, was sie besonders geeignet für raue Arbeitsumgebungen macht.
Dank der fortschrittlichen Technologie bieten die E-Exoskelette eine zusätzliche robotische Kraft für zwei Körperregionen, wodurch ein ergonomischer Einsatz beim Heben, Gehen, Tragen und Arbeiten in vorgebeugter Haltung möglich wird. Die Integration von Künstliche Intelligenz in diese Systeme schafft zukunftsfähige Arbeitsplätze in der Logistik und Intralogistik.
Die Marktprognosen sind ebenfalls vielversprechend: Studien prognostizieren einen signifikanten Anstieg der Verkäufe von Exoskeletten auf 110.000 Einheiten pro Jahr bis 2025. Laut ABI Research wird mit etwa 150.000 aktiven und 50.000 passiven Exoskelettverkäufen pro Jahr gerechnet. Das Marktvolumen für Exoskelette soll von 96 Millionen US-Dollar im Jahr 2016 auf etwa 4,3 Milliarden US-Dollar pro Jahr bis 2026 wachsen, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 40 Prozent, gemäß Prognosen der International Federation of Robotics (IFR).
Exoskelett-Konfigurator
Der Exoskelett-Konfigurator bietet Nutzern eine wertvolle Möglichkeit, ihre Exoskelette individuell anzupassen. Dieses innovative Tool erleichtert die Personalisierung und verbessert die Effizienz bei der Nutzung. Durch die individuelle Anpassung lässt sich sicherstellen, dass Exoskelette optimal den Bedürfnissen und Körpermaßen der Benutzer entsprechen.
Besondere technologische Lösungen ermöglichen eine präzise Abstimmung auf spezifische Einsatzbereiche. Beispielsweise können passive Exoskelette eine Kraftunterstützung von bis zu 25 Kilogramm für Rücken- und Hüftmuskulatur bei Hebe- und Tragetätigkeiten bieten. Im Gegensatz dazu geht ein aktives Exoskelett gezielt auf Lendenwirbelsäulenschmerzen ein, indem es die Bandscheiben entlastet und langfristig zur Schmerzlinderung beiträgt.
Ein weiteres Highlight des Exoskelett-Konfigurators ist die Möglichkeit zur Unterstützung bei Überkopftätigkeiten und Arbeiten auf Schulterhöhe – insbesondere durch passive Exoskelette für Arme und Schultern. Solche technologische Lösungen sind nicht nur für den medizinischen Bereich relevant, sondern auch für industrielle Anwendungen, wo eine gesunde Sitzhaltung und aktives Sitzen gefördert werden.
Die Flexibilität des Exoskelett-Konfigurators bietet darüber hinaus eine ideale Anpassung an verschiedene Körpergrößen und -formen. Dies reduziert nicht nur die Ermüdung und Verletzungsgefahr, sondern steigert auch das Wohlbefinden und die Produktivität am Arbeitsplatz. Die technologische Vielfalt und die individuelle Anpassung sichern somit eine maximale Effizienz und Zufriedenheit der Nutzer.
Zukunftsperspektiven von Exoskeletten
Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Exoskeletten verspricht, ihre Rolle in der Medizintechnik nachhaltig zu stärken. In Berlin gibt es 11 Zukunftsorte, an denen 42 wissenschaftliche Institutionen und über 2000 Unternehmen zusammenarbeiten, um innovative Lösungen und den medizinischen Fortschritt zu fördern. Diese Synergien zwischen Startups, etablierten Unternehmen, Forschern und Branchenexperten sind der Schlüssel für die Zukunftsperspektiven dieser Technologien.
An diesen Zukunftsorten wird an fortschrittlichen Technologien wie Künstlicher Intelligenz und Robotik geforscht, um Exoskelette effizienter und benutzerfreundlicher zu gestalten. Beispielsweise entwickeln fortschrittliche Roboter, die in diesen Zukunftsorten entworfen werden, neue Konzepte für agile Arbeitsmethoden, die flache Hierarchien und ganzheitliche Ansätze kombinieren. Dies ermöglicht es, die Teamkreativität und Flexibilität zu steigern und so die funktionalen Fähigkeiten der Exoskelette zu erweitern.
Ein wichtiger Aspekt dieser Weiterentwicklung ist die Förderung der geistigen und körperlichen Gesundheit am Arbeitsplatz. Innovative Technologien und Methoden werden in Berlin entwickelt und getestet, um Arbeitsumgebungen intelligenter und nachhaltiger zu machen. Zum Beispiel wird Virtual Reality genutzt, um die industrielle Effizienz und Gerätewartung zu optimieren. Die Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft in Berlins Zukunftsorten treibt einen innovativen und menschenzentrierten Ansatz voran, der die Zukunft der Arbeit mit Exoskeletten gestaltet.