Forschungsprojekt: Aktive Fußheberorthese

Fußorthesen werden zur Behandlung von Einschränkungen der Gehfähigkeit eingesetzt. Im Projekt wurde eine neuartige, aktive und situationsgesteuerte extrakorporale Fußheberorthese entwickelt.

Die Innovation besteht darin, dass integrierte Formgedächtnisaktoren (FGA) als künstliche Muskeln den Prozess des Fußanhebens aktiv unterstützen. Hierfür werden Aktoren eingesetzt, die aus mehreren drahtförmigen Strängen einer Formgedächtnislegierung (FGL) bestehen. Erwärmen sich diese Stränge, etwa bei Strimdurchfluss, wandelt sich deren metallische Gitterstruktur um, und es kommt zu geometrischen Veränderungen der Ausgangsform. Die Umsetzung der komplexen Kinematik gemäß der menschlichen Biomechanik erfolgt über FGL-Drähte, welche durch spezielle Keramiklager umgeleitet werden. Die erforderliche Energie und die Gewährleistung einer gleichmäßigen Spannung für die Formgedächtnisaktoren erfolgt mittels Akkus. Im oberen Bereich der Beinteilschale ist die elektronische Steuerung angebracht. Eine auf die gesamte Prothese verteilte Sensorik stellt die notwendigen Informationen zur Steuerung des Impulses an die FGL-Drähte bereit. In der Sohle der Fußheberorthese ist in speziellen Pads eine Sensorik für die Erfassung der Fußposition integriert.