Globaler Contest: Wegweisende Technologien für Querschnittgelähmte

Intelligente Rollstühle, neue Mobilitätskonzepte, innovative Exoskelette: Oft bleibt es beim Prototyp, da die Entwicklung viel Geld verschlingt und – wirtschaftlich gesehen – der „Markt“ zu klein ist. Nun lobten Stiftungen Millionen von US-Dollar Preisgeld aus.

2017 hatte die Toyota Mobility Foundation in Zusammenarbeit mit der britischen Wohltätigkeitsorganisation Nesta den globalen Wettbewerb für unbegrenzte Mobilität, die sog. Mobility Unlimited Challenge, gestartet. Sie forderten Ingenieure, Erfinder und Designer auf, Entwürfe für wegweisende Technologien und intelligente Systeme vorzulegen, die die Mobilität und Unabhängigkeit von Menschen mit Lähmung der unteren Gliedmaßen verbessern können. Und waren bereit, insgesamt vier Millionen US-Dollar in die Förderung der Ideen zu stecken, die in Zukunft viele Querschnittgelähmte im Alltag unterstützen könnten.

Ein wichtiges Kriterium war die Mitarbeit von, bzw. Zusammenarbeit mit Endanwendern: Es sollten Geräte entwickelt werden, die sich nahtlos in das Leben und die Umgebung der Benutzer integrieren lassen, dabei komfortabel und einfach zu bedienen sind und eine größere Unabhängigkeit und Teilnahme am täglichen Leben ermöglichen. 80 Vorschläge aus 28 Ländern wurden eingereicht, ein hochkarätiges Gremium aus elf internationalen Experten musste auswählen.

Auf der CES (Consumer Electronics Show) in Las Vegas, einer der weltweit größten Fachmessen für Unterhaltungselektronik, wurden nun die
fünf Finalisten vorgestellt. Jeder von ihnen wird mit einem 500.000-Dollar-Stipendium unterstützt, damit er seinen Entwurf weiterentwickeln kann. Der finale Gewinner der Challenge erhält im Jahr 2020 in Tokio eine Million US-Dollar.

Die fünf Finalisten und ihre Entwürfe, Visionen und Prototypen:

1. QOLO (Quality of Life with Locomotion), Team QOLO, Universität von Tsukuba, Japan

Eine Kombination aus Exoskelett und Rollstuhl soll Querschnittgelähmten spontan erlauben, zwischen „Stehen“ und „Sitzen“ zu wählen.

Das QOLO-Stehgerät besteht aus einem leichten, mobilen Exoskelett auf Rädern, das mit passiven Aktuatoren – Elementen, die elektrische Signale in mechanische Bewegung oder in andere physikalische Größen umsetzen – arbeitet. Sie machen es dem Benutzer möglich, sich sitzend oder stehend fortzubewegen. Aus dem „Rollstuhl“ soll – so die Pressemitteilung – mehr werden als ein „Stuhl auf Rollen“. Die Mobilität wird über den Oberkörper kontrolliert, beide Hände bleiben für Aktionen und Interaktionen frei.

Dazu Kenji Suzuki vom Team QOLO: „Wir möchten den Rollstuhl vom reinen Dasein als „Stuhl“ befreien. Unser Gerät bietet dank modernster Technologien die Wahl zwischen Sitzen oder Stehen. Dies bedeutet, dass Rollstuhlbenutzer auf derselben Augenebene mit anderen Menschen interagieren können. Aber nicht nur die Kommunikationsebene wird verbessert, sondern auch die Sicht auf die Welt verändert sich.“ Suzuki ist laut Pressemeldung nicht nur von der Entwicklung seines Teams überzeugt: „Uns freut, dass es bei dem Wettbewerb achtzig Teilnehmer gab. Achtzig Innovatoren, die zur Gesellschaft beitragen. Nicht nur unser einzigartiges Gerät. Die Hoffnung ist, dass die Menschen eines Tages aus achtzig sehr unterschiedlichen Geräten wählen können.“

2. Phoenix AI ultra-light wheelchair, Phoenix Instinct, Großbritannien

Künstliche Intelligenz macht es möglich: Dieser Rollstuhl denkt mit und soll sich so z. B. den Aktivitäten der Benutzer anpassen.

Der Phoenix AI-Rollstuhl ist ein ultraleichter manueller Rollstuhl, der aus Kohlefaser hergestellt wird. Mit Hilfe von intelligenten Sensoren konfiguriert sich der Stuhl entsprechend der Bewegungen des Benutzers. Sensoren erkennen, ob sich der Benutzer vor- oder zurückbeugt, die Algorithmen berechnen die Reaktion des Rollstuhls.

Der Phoenix AI verfügt laut Pressemeldung der Toyota Mobility Foundation über viele intelligente Funktionen, die Rollstühle bisher noch nie besessen haben: Im Mittelpunkt steht der intelligente Schwerpunkt. Der Stuhl passt seinen Schwerpunkt ständig an die Bewegungen des Benutzers an und wird so leichter manövrier- und drehbar. Zudem minimiert er schmerzhafte Vibrationen und ist vor dem Umkippen geschützt. Die intelligente, leichte Hilfskraftunterstützung erleichtert das Befahren von Steigungen, das automatische Bremssystem soll es Benutzern ersparen, bergab permanent manuell zu bremsen.

Dazu Andrew Slorance von Phoenix Instinct: „Ich wollte zeigen, wie der Rollstuhl weiterentwickelt werden kann, während er seine Kernkompetenzen beibehält, die ihn zum erfolgreichsten Mobilitätsgerät gemacht haben.

Ich wollte an dieser Challenge teilnehmen, weil ich, seit ich 14 bin, querschnittgelähmt bin, seit 35 Jahren. Als ich 16 Jahre alt war, beschloss ich, eines Tages einen Rollstuhl aus modernsten Materialien zu entwerfen.

Ich wusste, dass neben neuen Materialen noch eines wichtig ist: Wir müssen Rollstühle intelligent machen. Aber das kostet viel Geld in der Entwicklung. Als ich von dieser Challenge hörte, dachte ich, hier ist das Geld, um diese Technologie zu entwickeln. Niemand sonst wird es tun. Kein Unternehmen wird sich entscheiden, eine halbe Million Dollar für Forschung und Entwicklung auszugeben, um den manuellen Rollstuhl voranzutreiben. Warum sollten sie? Solange es der Konkurrent nicht tut, kann der Status quo bleiben – und Rollstühle bleiben genauso wie vor fünfunddreißig Jahren.

Es ist einfach unglaublich, ausgewählt zu werden. Aber jetzt beginnt die Arbeit, wir haben achtzehn Monate Zeit, um den Rollstuhl, der sich schon so lange im technologischen Dunkel befand, in ein futuristisches Gerät zu verwandeln, das das Leben des Benutzers auf intelligente Weise erleichtert.“

4. QUIX, Ihmc & Myolyn, USA

Die Motoren arbeiten mit Technologie für humanoide Roboter.

Ein mit Robotertechnik angetriebenes Exoskelett mit Motoren an Hüften, Knien und Knöcheln sowie zusätzlichen Aktuatoren, die Menschen mit einer Lähmung der unteren Gliedmaßen erlauben, schnell, stabil und aufrecht mobil zu sein. Laut Challenge-Pressemeldung arbeitet das Gerät mit modularer Ansteuerung, Wahrnehmungstechnologien von autonomen Fahrzeugen und Steuerungsalgorithmen zur Steuerung von autonomen humanoiden Robotern und bietet so eine Mobilität, Sicherheit und Unabhängigkeit, die derzeitige Exoskelette nicht bieten können.

Dazu Peter Neuhaus von Ihmc & Myolyn: „Wir freuen uns, dass wir es in die letzten fünf der Mobility Unlimited Challenge geschafft haben. In der freien Geschäftswelt war die Entwicklung von Technologien für Menschen mit einer Lähmung der unteren Gliedmaßen außerordentlich schwierig: Wir mussten ständig dagegen ankämpfen, dass die Leute sagen: Der Markt ist zu klein. Deshalb wird nicht so viele Mühe, Forschung oder Investitionen in dieses Feld gesteckt, wie es eigentlich richtig wäre. Wir konzentrieren uns jetzt auf die nächste Stufe der Challenge. Auf technischer Seite wollen wir die Bedürfnisse und Wünsche der Benutzer erfüllen. Und auf kommerzieller Seite wollen wir sicherstellen, dass unser Produkt zu den Menschen gelangt, die es am dringendsten brauchen.“

3. Moby, Italdesign, Italien

Elektroantrieb zum Ausleihen.

Moby ist eine Mobilitätsplattform für Rollstuhlfahrer, angelehnt an die Idee des etablierten Leihfahrradsystem. Die Vision der Entwickler sieht vor, dass in größeren Städten Leihstationen mit Elektro-Zugmaschinen stehen, an die sich Rollstuhlfahrer mit Klapprollstühlen andocken können, um so eine Stadt mit wenig Kraftaufwand erkunden zu können. Via App sollen die Benutzer Standort, bzw. Rückgabestellen von Zugfahrzeugen ermitteln sowie mit anderen Rollstuhlbenutzern oder anderen Transportmitteln interagieren. Das App-basiertes Share-System kann es Querschnittgelähmten und anderen Benutzern von manuellen Rollstühlen möglich machen, bei Bedarf vor ihren Rollstuhl ein paar PS zu spannen.

Dazu Serena De Mori von Italdesign: „Moby wurde zusammen mit Rollstuhlbenutzern entwickelt. Sie wollten etwas, das Reisen und Städtetrips leichter macht. Deshalb haben wir diese Mobilitätsplattform entwickelt. Wir hoffen, das Konzept weiterentwickeln zu können und die ersten Prototypen zu bauen, die so schnell wie möglich auf der Straße getestet werden können.“

5. Evowalk, Evolution Devices, USA

Sensoren sollen Menschen mit Fußhebeschwäche unterstützen.

Evowalk ist eine leichte Manschette, die das Bein des Benutzers umgibt und über Sensoren verfügt, die die Gehbewegung des Benutzers registrieren und die richtigen Muskeln zum richtigen Zeitpunkt stimulieren, um die Mobilität zu verbessern. Diese personalisierte, zeitgesteuerte Muskelstimulation, die die Muskeln der Benutzer beim Laufen zusammenzieht, hilft ihnen nicht nur Tag für Tag, sondern soll im Laufe der Zeit zusätzlich auch die Muskeln aufbauen.

Dazu Pierluigi Mantovani von Evolution Devices: „Die Mobility Unlimited Challenge ist eine fantastische Gelegenheit, um Geräte zu bauen, die normalerweise schwer zu finanzieren sind, aber einen großen Unterschied machen können. Diese Unterstützung wird uns dabei helfen, unsere Forschung abzuschließen und das Gerät weiterzuentwickeln, damit wir es an die Menschen weiterleiten können, die es wirklich brauchen. Leute wie meinen Vater.“ Mantovanis Vater hat Multiple Sklerose und als Folge eine Fußhebeschwäche. „Ihm wurde ein Gerät empfohlen, das viel zu teuer war, also bauten ich und einige Freunde diesen Prototyp, der half. Danach wollten wir etwas machen, das auch für andere erschwinglich ist.“


Die Toyota Mobility Foundation stellt die Finalisten und ihre Entwürfe und Ideen in einem Video in englischer Sprache vor: Mobility Unlimited Challenge.

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