Bionik

Der Rollstuhl, der Treppen steigen kann

Freunde besuchen, einkaufen gehen, an Veranstaltungen teilnehmen: Mobilität ist die Voraussetzung für ein selbstbestimmtes Leben. Menschen, die mobil sind, müssen außerdem nicht gepflegt und versorgt werden. Allerdings ist es für gelähmte Menschen oft schwierig, ohne Hilfe auch nur das Haus zu verlassen. "Die wenigsten Häuser, in denen ältere Menschen wohnen, besitzen Aufzüge", erklärt Prof. Bernhard Wolf vom Heinz-Nixdorf-Lehrstuhl der TUM.

Der bionische Rollstuhl kann selbstständig Treppen steigen. Das Projekt...
Der bionische Rollstuhl kann selbstständig Treppen steigen. Das Projekt entstand in Zusammenarbeit mit dem CoKeTT Zentrum der Hochschule Kempten (Prof. Petra Friedrich) und dem Lehrstuhl für Ergonomie an der TUM (Professor Klaus Bengler).
Quelle: TUM/Uli Benz

Für die Wissenschaftler war schnell klar: Es muss ein Rollstuhl entwickelt werden, der Treppen steigen kann. Wendig und schmal sollte er außerdem sein. Daher beschränkten die Forscher das Fahrwerk auf eine Achse. Im Gegensatz zu zweiachsigen Rollstuhlfahrwerken können so zum Beispiel Bewegungen nach vorn, zurück und Drehungen um die eigene Achse fast zeitgleich ausgeführt werden. Der Rollstuhl hält sich nach dem Prinzip des inversen Pendels aufrecht. "Jede kleine Lageveränderung wird erkannt und vom Antrieb sofort kompensiert", sagt Wolf.

Rollstuhl bewältigt auch enge Treppen

Doch wie soll der Rollstuhl nun die Treppen überwinden? Bisherige Konzepte verwendeten Raupen oder Gleitrollen. "Diese Rollstühle müssen aber geführt werden", erklärt Wolf. Das heißt, eine weitere Person muss aufpassen, dass der Stuhl nicht umkippt. Auch haben die Rollstühle einen großen Wendekreis – schmale Treppenhäuser können sie nicht bewältigen.

Die Wissenschaftler entschieden sich für ein bionisches Konzept. Zwei "Füße", die sich ähnlich wie menschliche Beine aus Ober- und Unterschenkel zusammensetzen sind am Rollstuhl angebracht. Erkennen die Ultraschallsensoren des Fahrwerks die Treppe, fährt der Rollstuhl rückwärts auf die Treppe zu, bis die beiden Räder die erste Stufe berühren. Anschließen fahren die "Füße" aus, wobei sich der Rollstuhl anhebt. Mithilfe von Elektromotoren schieben die Beine den Rollstuhl auf die nächsthöhere Stufe. Das Kamerasystem stellt dabei sicher, dass sich der Rollstuhl auf der Stufe befindet und nicht etwa an der Kante.

Mithilfe dieser Technik können auch sehr enge Treppen bewältigt werden – mit Ausnahme von Wendeltreppen. Dann fahren die Beine wieder ein und das Fahrwerk schaltet wieder in den Fahrmodus um. Der Rollstuhl kann so auch Treppen wieder hinabsteigen.

Umfassendes Mobilitäts-Konzept

Mithilfe eines Prototypen konnten die Ingenieure zeigen, dass ihr Prinzip funktioniert. Das Konzept geht allerdings über das Treppensteigen hinaus. "Wir wollen, dass die Menschen mit dem Rollstuhl einen echten Mobilitätsersatz haben", sagt Wolf. So könnte er etwa als Autositz verwendet werden. So müsste er nicht immer zusammengeklappt und im Kofferraum verstaut werden. Auch wäre es nicht nötig, dass sich der Nutzer aus dem Autositz wieder auf den Rollstuhl heben muss. Da er einen Innenantrieb besitzt, ist er schmaler wie ein Standardrollstuhl.

Noch sind die möglichen Industriepartner jedoch zurückhaltend. "Ich denke, der Grund ist, dass das Prinzip einmal technisch ein bisschen komplex ist und dann gibt es natürlich bereits die standardisierten Rollstühle." Wolf ist überzeugt, dass die Nachfrage nach dem bionischen Rollstuhl sicher hoch wäre – denn er würde zwar mehr kosten als ein Standard-Rollstuhl, dafür bietet er seinen Nutzern aber auch die Möglichkeit, sich freier zu bewegen.


Quelle: Technische Universität München

07.12.2016

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