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Europa für Thüringen

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Im digitalen Zeitalter sind Smarthomes und selbst fahrende Autos keine Zukunftsmusik mehr. Klar dass jetzt auch Roboter immer mehr Einzug in den häuslichen Alltag halten, egal ob als Saugroboter, Lernroboter oder Roboterhund.
Laut einer Forsa-Umfrage können sich 83 % aller Deutschen vorstellen, Service-Roboter zu nutzen.
In der Technischen Universität Ilmenau steht die Service- und Assistenz-Robotik schon seit Jahrzehnten auf dem Lehrplan. Früher wandelte Dichter Johann Wolfgang von Goethe durch Ilmenau, heute rollen hier Baumarkt-Assistent TOOMAS oder die Senioren-Begleiter Max und Tweety über den Campus.   Das neueste Forschungsprojekt “Roboterassistiertes Gangtraining in der orthopädischen Rehabilitation” (ROGER) könnte nun den medizinischen Bereich revolutionieren. Roboter ROGER soll mit eigenen Beobachtungen und therapeutischen Anweisungen Menschen nach Operationen wieder auf die Beine bringen.

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Bisher werden im Bereich der klinischen Robotik vor allem Exoskelette eingesetzt, die den menschlichen Organismus stützen, oder mit Kameras ausgestattete Trainings-Laufbänder. Mit ihrem aktiv korrigierenden, mobilen Roboter ROGER betreten die TU Ilmenau, das Roboter-Unternehmen MetraLabs und die Waldkliniken Eisenberg in einem Forschungsverbund wissenschaftliches Neuland.

Mit dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) unterstützt das Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft solch innovative Forschungs-Projekte. Darüber hinaus sorgt die Förderung dafür, dass die erforschten Technologien schnell in marktreife Produkte transferiert werden.

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Design und Konstruktion

Die Firma Metralabs ist seit 15 Jahren in der Robotik tätig. Derzeit sind über 250 mobile Metralabs-Roboter weltweit im Einsatz, vor allem im Bereich Handel (als Lotsenroboter) und Industrie (z.B. Transportsysteme und Inventurroboter).
Im ROGER-Projekt ist die Firma für die Konstruktion und Design des Roboters zuständig, ebenso für die elektronischen Komponenten wie die Sensorik und Programm-Applikationen.
 
Forschung

Seit mehr als 30 Jahren forschen Wissenschaftler der TU Ilmenau bereits auf dem Gebiet der Assistenz-Robotik. Nach dem Roreas-Projekt (einem Roboter zur Unterstützung von Schlaganfall-Patienten) ist ROGER nun der zweite klinische Roboter der TU.
Die Wissenschaftler entwickeln die erforderlichen Algorithmen und Programme, die der Roboter zur autonomen Navigation und zur Erkennung der Gangfehler braucht.

 Medizinische Praxis

Die Waldkliniken Eisenberg in Ostthüringen sind die größte universitäre Orthopädie Europas. Im akademischen Lehrkrankenhaus bringen die Ärzte und Physiotherapeuten das notwendige medizinische Know-How für das ROGER-Projekt ein und führen Patienten an das Training mit dem Roboter heran.

Assoziierter Partner

Mit rund 9,4 Millionen Versicherten ist die Barmer eine der größten Krankenkassen Deutschlands. Sie begleitet Forschungsprojekte wie ROGER, um die medizinische Versorgung der Patienten voranzutreiben und die neuen Behandlungsmethoden perspektivisch auch in die Regelversorgung einzuführen. Die Krankenkasse verspricht sich dadurch bessere und schnellere Reha-Erfolge.  

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Bisher wurden an der TU Ilmenau vor allem Lotsenroboter entwickelt, die in der Lage sind, mit Menschen zu kommunizieren, Wege zu erklären, an Termine zu erinnern oder bei leichten Handgriffen zu unterstützen. ROGER soll jetzt den wichtigen Entwicklungsschritt vom Lotsen- zum Trainingsroboter schaffen.

Ziel ist, dass er anstelle eines Physiotherapeuten die Patienten aktiv nach orthopädischen Operationen an Fuß, Knie oder Hüfte begleiten kann. Seine eingebaute Sensorik (mehrere Tiefenkameras, 270° Laser-Entfernungsmesser und eine 360°-Panoramakamera) ermöglicht es ROGER, den Reha-Patienten beim Gangtraining zu beobachten, zu bewerten und korrigierend einzugreifen. Die Korrekturen der Gangfehler erfolgen im Training zeitnah per Bild-, Ton- oder Sprachausgabe.

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Sobald die Software-Entwicklung zur Analyse von Gangfehlern vollständig abgeschlossen ist, wird ROGER im klinischen Bereich einsetzbar sein. Das bezieht sich nicht nur auf die Orthopädie sondern auch beispielsweise auf Rehabilitationsmaßnahmen im neurologischen Bereich.

Vor seinem Einsatz muss ROGER allerdings auch gesundheits-politisch als Medizinprodukt zugelassen werden. Daher wird in naher Zukunft eine Wirksamkeitsanalyse mit Patienten durchgeführt, die den Trainingsroboter nutzen.
Die Ergebnisse der Studie werden dann deutlich aufzeigen, in welchem Ausmaß der Patient von der Arbeit mit ROGER profitiert.

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Herausgeber:

Verwaltungs- und Bescheinigungsbehörde EFRE im Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft
Max-Reger-Straße 4-8
99096 Erfurt

efre-thueringen.de

Fotos und Videos:
mc group

Mehr Infos:
MetraLabs

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Übersicht

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Kapitel 1 Künstliche Intelligenz aus dem Herzen Thüringens

Künstliche Intelligenz aus dem Herzen Thüringens

Kapitel 3 EFRE unterstützt Forschung und Technologie-Transfer in Thüringen

EFRE unterstützt Forschung und Technologie-Transfer in Thüringen

Kapitel 4 Gang-Trainer ROGER bringt Patienten auf den richtigen Weg

Gang-Trainer ROGER bringt Patienten auf den richtigen Weg

Kapitel 5 Forschung in Thüringen

Forschung in Thüringen

Kapitel 6

Kapitel 7 Impressum

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