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Roboter: Interessante Forschung – auch für Arthrose

Roboter

© Kirsty Pargeter – Fotolia

„Dass der kleine Junge das Unglück unbeschadet überstanden hatte, ist einem der Roboter der Rettungseinheit zu verdanken. Der Roboter konnte den Vierjährigen rechtzeitig bergen…“. So ähnlich könnte eine Zeitungsmeldung vielleicht in naher Zukunft lauten.

An der Universität Heidelberg haben sich die Mathematik-Professorin Katja Mombaur und ihr Team das beeindruckende Ziel gesetzt, einem Roboter beziehungsweise mehreren Robotern beizubringen, wie Menschen zu laufen. Laufen Menschen, vollbringen sie wahre Höchstleistungen. Sie sind in der Lage, innerhalb von Sekundenbruchteilen ihre Bewegungen an die geforderte Situation anzupassen. Menschen ist es normalerweise ohne Probleme möglich, beispielsweise von einem Kiesweg auf einen geteerten Weg zu wechseln.

Würden Roboter diese wesentliche Tätigkeit menschlicher Bewegungen beherrschen, könnten sie unter anderem Aufgaben übernehmen, die für Menschen gefährlich sind. Roboter könnten Menschen aus gefährlichen Situationen retten, Brände löschen oder sogar Minen entschärfen.

Noch wichtiger ist dem Heidelberger Team der medizinische Nutzen der Forschungsergebnisse. Zum Beispiel könnten intelligente und optimal ausgelegte Prothesen entwickelt werden, erklärt Mombaur, welche die Funktion einer Gliedmaße fast vollständig ersetzen.

Es geht darum, die Stabilität zu verbessern

Zurzeit forscht das Team daran, wie sich die Stabilität von zweibeinigen Robotern verbessern lässt. Denn die meisten stürzen, wenn sie eine schnelle Bewegung durchführen sollen. Um den Robotern zu mehr Standhaftigkeit zu verhelfen, beobachten die Wissenschaftler zunächst genau, wie sich Menschen bewegen und warum ihr Gang so stabil ist. Außerdem analysieren die Forscher, welche Emotionen an den Bewegungen beteiligt sind. Konkret geht es darum, herauszufinden, wie sich beispielsweise die Haltung eines Menschen verändert, wenn er traurig ist, sich freut oder Ärger empfindet. Die Beobachtungen der Forscher werden schließlich in ein mathematisches Modell überführt. Dieses Model stellt die Grundlage für weitere Überlegungen und praktische Umsetzungen dar. Um das Vorhaben voranzutreiben, blickt das Team um Katja Mombaur weit über den Tellerrand des eigenen Forschungshorizonts hinaus. Die Wissenschaftler arbeiten eng mit anderen Forschungszweigen zusammen – sie bauen unter anderem Brücken zur Biologie, Psychologie oder der Medizin. Möglicherweise helfen die Erkenntnisse aus der Forschung mit dem Roboter auch eines Tages auf die eine oder andere Weise Arthrose-Patienten.

 

Autor: Birgit Klötzer, M.A., wissenschaftliche Redakteurin

Quelle: K. Mombaur, K. H. Koch and M. L. Felis – Model-based optimization for robotics, Journal of the Robotics Society of Japan, vol. 32, no. 6, July, 2014

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