Ein E-Bike fürs Gehen

Das erste Modell eines möglichen Prototyps steht im Institutskeller an der Magdalenstraße. Es sieht aus wie ein konventionelles Laufband, doch Einfallsreichtum, Informatikkenntnisse sowie mehrere kleine Motoren und Displays am Handlauf machen daraus einen künftigen Exoskelett-Simulator. Schwarze Datenkabel und Schnüre aus Hochmodul-Polyethylenfasern münden in ein Geschirr, das sich der Läufer bei der Ganganalyse um die Hüfte schnallt. Das Laufband funktioniert ähnlich einer Körperwaage, gemessen wird jedoch, wie und mit welcher Kraft die Versuchsperson ihre Schritte auf dem Untergrund platziert. Kameras an den Seiten zeichnen zusätzlich die genauen Bewegungsabläufe auf.

„Elektronik und Technik sind noch etwas improvisiert und fehleranfällig“, beschreibt Martin Grimmer sein erstes Versuchsmodell. Mit der Förderung durch das Athene Young Investigator-Programm der TU hofft der 38-Jährige jedoch, die Hardware verlässlicher und die Datenbasis präziser machen zu können. Dazu zählt beispielsweise auch das Einspeisen von aktuellen Daten zur Herzfrequenz und der Muskelaktivität, um die körperliche Anstrengung zu messen. Aktuell bestimmen Forscher diese über Atemgasmessungen mit Hilfe einer Gesichtsmaske, „aber so etwas will man ja nicht in der Öffentlichkeit tragen“, sagt Grimmer. Stattdessen stellt der Sportwissenschaftler Vergleichsmessungen zwischen den Messmethoden an und überträgt später die jeweiligen Werte der Anstrengungslevel in sein System. „Der Athene Young Investigator ist die Initialzündung für mein Projekt“, freut sich der junge Forscher.

Schon während seiner Zeit als Postdoc am Institut für Robotik und intelligente Systeme an der ETH Zürich und am Biodesign Lab der Harvard University in den USA drehte sich seine Forschung um Exoskelette und die Frage, wie sich diese in tragbare Modelle für kranke, verletzte oder ältere Menschen umwandeln lassen.

„Die meisten Exoskelette auf dem Markt wiegen zwischen acht und 30 Kilogramm“, berichtet er. Das ist zu schwer und nicht handelbar für Ältere oder Kranke.

Grimmer, der seit 2011 als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Lauflabor der TU Darmstadt arbeitet, forscht an einem deutlich leichteren Ansatz für die „Mensch-Maschine-Schnittstellen“. Ihm schwebt ein „Exosuit“ vor, der nicht nur weniger wiegen, sondern auch unkompliziert anzulegen sein soll. Für dessen Entwicklung braucht es jedoch zunächst den Simulator, „an dem wir ganz gezielt testen können, welches Gelenk und welcher Muskel wie unterstützt oder welche Kraft, wo eingesetzt werden muss“, erklärt er. Der Motor für das Exoskelett ließe sich in diesem Fall auch bequem außerhalb, am Laufband anbringen. „Ziel ist ein selbstlernendes System, das prüft, wie sich die Muskeln verhalten und sich mit jedem Schritt des Läufers an eine optimale Unterstützung herantastet und die Ergebnisse auf das Exoskelett überträgt“, erläutert Martin Grimmer seine Idee.

Die Unterstützung durch Exoskelette, ist er sicher, würde nicht nur die Leistung, sondern auch die Geselligkeit und Gemeinsamkeit fördern. Er vergleicht das mit einem E-Bike, das Rentnern den Radausflug mit den Kindern wieder möglich macht. Der 38-Jährige, der gerade Vater geworden ist, hat persönliche Motive: „Ich will mit meinen Enkeln schließlich mit 80 noch in den Bergen wandern gehen“, lacht er. Vielleicht wird das mit Exoskeletten aus Darmstadt einmal Realität werden.