Wissenschaft
13.09.2017

Deutscher Zukunftspreis: Sensibler Roboter und Körper in 3D

Von Sabine Dobel, dpa

München (dpa) - «Panda» ist gelehrig. Vormachen genügt - schon greift der Arm selbst zu. Der neue Leichtbau-Roboter ahmt Bewegungen nach, merkt sich Abläufe - und reagiert sensibel auf Berührung.

Die Forscher der Universität Hannover und des Münchner Technologieunternehmens Franka Emika haben einen Jedermanns-Roboter konstruiert, der über den industriellen Bereich hinaus zum direkten Partner für den Menschen werden soll.

Ihre Arbeit ist mit zwei weiteren Projekten für den Deutschen Zukunftspreis nominiert. Er ist mit 250 000 Euro dotiert und gehört zu den bedeutendsten Wissenschaftspreisen in Deutschland. Bei den anderen Projekten geht es um eine neue Generation von Handprothesen - und ein Verfahren, um das Körperinnere besser sichtbar zu machen.

Den Industrie 4.0-Roboter «Panda» hat der Gründer der Firma Franka Emika und Direktor am Institut für Regelungstechnik der Universität Hannover, Sami Haddadin, bereits auf der Cebit vorgestellt. Seit Kurzem wird der Roboter im Allgäu gefertigt. Kosten: knapp 10 000 Euro in der Basisausführung. «Panda» lerne durch Nachmachen und Üben - wie ein Mensch. «Dadurch wird die Interaktion zwischen Mensch und Maschine intuitiv», sagt Haddadin.

Der von Haddadin gemeinsam mit seinem Bruder Simon als Mediziner und seinem Kollegen Sven Parusel vorgestellte Roboter reagiert feinfühlig auf direkten Kontakt. Das verhindert Verletzungen bei Menschen und Schäden an Gegenständen - und macht somit auch den oft diskutierten Einsatz in der Pflege möglich. Ein Probelauf ist in Garmisch-Partenkirchen geplant. «Garmi» - so heißt der Gefährte hier - soll dann älteren Menschen daheim helfen: Mikrowelle bedienen, Spülmaschine ausräumen, dem Postboten öffnen - und vielleicht sogar in einem Notfall assistieren.

Ebenfalls um eine hochsensible Technik geht es bei dem Projekt der Ingenieure von Vincent Systems aus Karlsruhe. Stefan Schulz, Adrian Andres und Matthias Baßler haben eine leichte und kleine Handprothese für Kinder und Jugendliche entwickelt, bei der einzelne Finger aktiv bewegt werden können. Die Entwicklung sei lange vernachlässigt worden, sagte Schulz. Dabei gehe es um eine wichtige Lebensphase, in dem es um Zukunftsplanung gehe, um berufliche Orientierung und Sport.

Die Ingenieure präsentieren zudem die weltweit kleinsten elektronischen Einzelfingerprothesen - bisher gab es auch kaum Lösungen für Menschen, denen nur einzelne Finger fehlen. Erstmals soll serienmäßig ein Tastsinn den Trägern ermöglichen, mit der künstlichen Hand sensibel und sicher zuzugreifen - selbst wenn sie nicht hinsehen. Elektrische Signale der Muskeln steuern die Prothesen, sie müssen nicht mit Knopfdruck bedient werden.

Eine weitere Neuerung für die Medizin kommt aus Erlangen. Graue Schatten und Silhouetten - viel mehr können die meisten Patienten auf Bildern aus der Computer- und Magnetresonanztomografie meist nicht erkennen. Die Erlanger Siemens-Forscher Klaus Dieter Engel und Robert Schneider heben nun mit ihrer Technik Organe und Skelett hervor und stellen sie später in 3D dar. Die Bilder zeigen das Innere des Körpers mit seinen Fasern, Blutgefäßen, Muskeln und Nerven in faszinierender Plastizität.

Fast erinnern die Aufnahmen an die Körperwelten-Schau des Anatomen und Erfinders der Plastination, Gunther von Hagens. Anders als bei ihm handelt es sich aber um Abbilder lebender Menschen. Die Bilder seien nicht nur fotorealistisch, sondern hyperrealistisch, «denn wir können die medizinischen Daten in einer Weise darstellen, wie man sie in der realen Welt niemals sehen würde».

Die Forscher haben dafür die Technik zur Produktion von Animationsfilmen auf bildgebende Verfahren in der Medizin übertragen. Dieses «Cinematic Rendering», angewendet etwa in «Der Herr der Ringe», um die Sagengestalt «Gollum» in den Film einzufügen, lässt Betrachter virtuell in den menschlichen Körper eintauchen.

Was im Studio mit einer meist langwierigen Nachbearbeitung geschieht, muss in der Medizin schnell gehen. Über einen Algorithmus optimierten die Forscher die Berechnungen und beschleunigten das Verfahren.

Am Universitätsklinikum in Linz und am Universitätsklinikum Erlangen kommt die Technik bereits testweise etwa bei der Vorbereitung von Operationen zum Einsatz. Sie soll auch Medizinern, Therapeuten oder Pflegern in der Ausbildung ein besseres Verständnis vermitteln.

Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier verleiht den Preis am 29. November. Welches Projekt ihn bekommt, bleibt bis zuletzt geheim.

Ingenieure haben eine leichte und kleine Handprothese für Kinder und Jugendliche entwickelt, bei der einzelne Finger aktiv bewegt werden können. Foto: Ansgar Pudenz/Deutscher Zukunftspreis

Ansgar Pudenz



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    Quelle: Sponsor Deutsche Bank / Realtime Indikation