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1 Mann, 1 Prothese, 2.107 Stufen,103 Stockwerke aufwärts in 53 Minuten und 9 Sekunden - wie schnell wären Sie?

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Jan

Weg mit dem Stigma, her mit der Technologie

Seit jeher übt Sport – oder besser das Zuschauen – eine Faszination auf Menschen aus. Von den Olympischen Spielen der Antike bis hin zum Public Viewing der WM: Jeder noch so unsportliche Zuschauer wird dann plötzlich zum Sportreporter mit Expertise.

Als 2012 Oscar Pistorius bei den Olympischen Spielen als erster Läufer auf Prothesen in London an den Start ging, hatte dann auch jeder eine Meinung dazu. Viele feierten sein Antreten als Meilenstein der Inklusion, doch gleichzeitig wurde darüber diskutiert, ob die Prothese einen Wettbewerbsvorteil darstelle – schlussendlich entschied der Internationale Leichtathletik-Verband (IAAF) zum 1. November 2015 das Verbot von Prothesen, “außer der Athlet kann alle Wahrscheinlichkeiten abwägend begründen, dass ihm das Hilfsmittel keinen Vorteil gegenüber anderen Athleten verschafft”. Ist dieser Nachweis nicht erbracht, “kann er oder sie nicht an Weltmeisterschaften oder Olympischen Spielen teilnehmen”.

Die Nachweispflicht scheint dabei fast unmöglich zu erbringen: Ist eine Prothese ein Wettbewerbsvorteil beim Sport oder eine notwendige Unterstützung im Leben eines Menschens, der diese durch Krankheit oder Unfall benötigt?

Helmut Digel, Mitglied des IAAF, ging schlussendlich so weit, zu fragen, was geschehen würde, “wenn gesunde Sportler sich von beiden Beinen trennen würden, um an diesem spektakulären Wettkampf teilzunehmen”.

Die Absurdität dieser Frage müssen wir hier wohl nicht näher erläutern… Grundsätzlich gilt jedoch, dass ein mechanisches Hilfsmittel den körperlichen Nachteil eines Menschen, beziehungsweise in diesem Kontext eines Athletens, mit Behinderung wettmacht – und zwar inzwischen so gut, dass diese in der gleichen Disziplin gegen Athleten ohne Behinderung bestehen können. Dies mag mit dem Denken vieler Menschen nicht zusammenpassen – ist für die Gesellschaft eine Behinderung oftmals mit “Schwäche” assoziiert.

Quelle: Business Insider

Glücklicherweise gibt es viele Beispiele, die dieser Stigmatisierung ein Ende setzen:

Zac Vawter, erklomm für einen guten Zweck gemeinsam mit 3.000 anderen Läufern die 2.107 Stufen des Willis Towers in Chicago – wortwörtlich mit reiner Willenskraft. Denn drei Jahre zuvor hatte er sein rechtes Bein oberhalb des Knies bei einem Motorradunfall verloren und dieses durch eine Prothese ersetzen lassen. Diese gilt als das weltweit erste neural-kontrollierte Bein, sprich, denkt Vawter daran, die Treppen zu steigen, werden Signale an die Prothese gesandt, welche sich in Bewegung setzt. Der Aufstieg auf die Plattform in 412 Meter Höhe war also nicht nur ein Erfolg für Vawter, sondern auch für das Team des Rehabilitation Institute of Chicago, bestehend aus Ingenieuren, Neurowissenschaftlern, Chirurgen und Prosthetikern, deren “Testpilot” Vawter ist.

Die Prothese nutzt Sensoren, die mit sogenannten reinnervierten Nerven verbunden sind. Dabei handelt es sich um Nerven, die zuvor Vawters Beinmuskeln kontrolliert hatten, und nun chirurgisch mit der Prothese vernetzt sind. Das Gehirn sendet ein Signal über das Rückenmark in die Elektroden in der Prothese – und das künstliche Knie und Sprunggelenk bewegen sich! Wer jetzt glaubt, dass Vawter diesen Reiz über angestrengtes Denken hervorruft, irrt: Für ihn macht es keinen Unterschied, ob er sein rechtes oder linkes Bein bewegen will. Wenn er gehen möchte, setzt er sich einfach in Bewegung.

Quelle: Mail Online

Prothesen sind nicht länger nur steife Holzbeine, um das Gleichgewicht zu wahren – sie werden immer mehr zu robotischen Gliedmaßen, die eine natürliche Bewegung und ein ebenso natürliches Gefühl für den Träger ermöglichen – und somit auch Sport.

Vawter war einer der Athleten, die als Inspiration für den CYBATHLON gelten, der erstmals 2006 in der Schweiz stattfand. Beim CYBATHLON handelt es sich um einen Wettkampf für Menschen mit Behinderungen, die mithilfe von neuesten Assistenzsystemen wie bionisch konstruierten Apparaturen, roboterunterstützten Prothesen oder Gehirn-Computer-Schnittstellen gegeneinander antreten und alltagsrelevante Aufgaben in Parcourssituationen bewältigen. Dazu gehören virtuelle Rennen, in denen die Piloten, wie die Athleten des CYBATHLONs bezeichnet werden, künstliche Avatare in Computerspielen steuern ebenso wie Geschicklichkeitsparcours mit Armprothesen oder Hindernisparcours mit Beinprothesen sowie Exoskeletten oder motorisierten Rollstühlen.

Quelle: RobotShop

Ein Highlight ist das Fahrradrennen mit Elektronischer Stimulation (FES), dessen Piloten Paraplegiker sind, sprich, ihre unteren Extremitäten und Teile des Rumpfes sind gelähmt. Dabei werden die motorischen Nerven der Beine künstlich stimuliert, dass es zur Muskelkontraktion und letztlich dem Tritt ins Pedal kommt – ähnlich wie die Prothesen von Vawter. Im Unterschied zu dessen Prothese erfolgt die Stimulation allerdings durch Elektroden, die auf der Haut oder implantiert sind, die wiederum Stromimpulse zu den Muskeln leiten, die kontraktieren. Dies ermöglicht es auch Personen mit Rückenmarksverletzung, mithilfe eines intelligenten Steuergerätes eine Bewegung auszulösen. Zum Fahrradrennen selbst sind nur Piloten mit kompletter Querschnittslähmung zugelassen – im Vorfeld werden Muskelkraft und Ausdauer trainiert, während die Teams um die Piloten effiziente Muskelstimulationsmuster entwickeln. Die Piloten steuern die Stromzufuhr zu den Muskeln während des Rennens selbst und können so ihre Geschwindigkeit in Relation zur Ausdauer regulieren, sprich, der Pilot kann schnell fahren ohne eine frühzeitige Ermüdung der Muskeln zu riskieren.

Video: Cybathlon ETH Zürich 2016 / FES Bike Race Qualifications (Hanno Voigt) (Source: ETH Zürich /SRF)

Einer der Piloten des Radrennens 2016 war Hanno Voigt, der zwei Jahre Jahre täglich für den Cybathlon trainierte. Er erreichte den vierten Platz – in seiner Bestzeit. An diesem Erfolg war auch das Team um TU Berlin-Wissenschaftler Constantin Wiesener beteiligt, der den Algorithmus entwickelt hatte, der die physiologische Aktivierung von Kniestrecker und -beuger sowie Hüftstrecker mittels Sensoren generierte.

Doch dies war nicht der letzte Geniestreich von Constantin Wiesener: Am 23. März 2018 berichtet er auf der XPOMET©, wie er Mithilfe von FES heute sogar Querschnittsgelähmten und Schlaganfallpatienten das Schwimmen und Tauchen ermöglicht! Die atrophierten Muskeln werden hierbei in einem wasserdichten Simulator so stimuliert, dass es zu einer Schwimmbewegung kommt. Die Technologie könnte sogar in jedem Rehazentrum, das Aquatraining anbietet, im Bereich des Gangtrainings angwendet werden.

Aber auch außerhalb des Wassers können mittels Sensoren und geregelter Stimulation die Bewegungen der Patienten besser koordiniert werden – und ermöglichen so die Erfüllung einfacher Alltagsaufgaben. FES bietet den Patienten so etwas Wertvolles: Selbstständigkeit – und im Falle des CYBATHLONs noch viel mehr.

Quelle: INGENEUR.de

Denn der CYBATHLON soll nicht nur ein unterhaltsames Event für die Athleten und Zuschauer darstellen: Der Austausch zwischen Menschen mit Behinderungen und Ingenieuren soll die Entwicklung assistiver Technologien voran bringen und diesen eine Plattform bieten, die Öffentlichkeit über diese zu informieren und zu sensibilisieren. Dies soll gleichzeitig den Abbau von Barrieren und den Diskurs über Inklusion und Gleichberechtigung von Menschen mit Behinderungen im Alltag fördern.

Der Erfolg spricht für sich: Dr. Roland Sigrist, Direktor des CYBATHLONs, gibt an, selbst überrascht zu sein vom Interesse sowie positiven Feedback durch Medien und Öffentlichkeit. Sigrist selbst ist studierter Bewegungswissenschaftler und Sportlehrer, und arbeitete im Sensory-Motor Systems Lab an der ETH Zürich, wobei er sich auf komplexes motorisches Lernen mit Augmented Feedback fokussierte – und dieses Wissen jetzt gemeinsam mit Dario Wyss aktiv in der Konzeptionierung der Disziplinen und Rennen des CYBATHLONs umsetzt. Gemeinsam werden sie auf der XPOMET© in ihrem Talk “Cybathlon – Moving People and Technology” von ihrer Arbeit am nächsten CYBATHLON 2020 berichten.

Text: Lena Geppert

Quelle Titelbild: BBC

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