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Der Exosuit

Von Annekatrin Jäger mit entwickelt - Knieorthesen mit sich automatisch auf individuelle Drehache einstellbaren Gelenken - "SoftTech Genu" rechts, "MOS Genu" (überarbeitet) links
Den Mensch bei der Bewegung unterstützen und die Belastung für die Gelenke minimieren: Die Forscher der TU Berlin arbeitet an einem Roboter, der mit dem Menschen verschmelzen soll.
Foto: Helge Gerischer

Forscher im Bereich Robotik

Der Exosuit

Mirco Martens (28) entwickelt Roboter, die eines Tages Menschen bei ihren Bewegungen unterstützen könnten. Dabei arbeitet der Forscher am Biorobotik-Labor der Technischen Universität Berlin (TU) an der Schnittstelle zur Bionik.

Der Roboter, den Mirco Martens gerade zusammen mit anderen Wissenschaftlern entwickelt, ist anders als das, was man aus Science-Fiction-Filmen kennt: Auf den ersten Blick wird er womöglich aussehen wie eine schlichte Arbeitsjacke. Ein Roboter zum Anziehen soll es werden, der seinem Träger hilft, Belastungen etwa beim Heben von schweren Lasten zu reduzieren und so gesundheitliche Schäden zu vermeiden.

Der Forscher arbeitet im Biorobotik-Labor der TU Berlin. Was er entwickelt, ist ein sogenannter Exosuit – ein Roboteranzug mit weichen Strukturen, der die Bewegungen von Menschen unterstützt. „Der Exosuit soll Benutzer zwar unterstützen, aber nicht bevormunden oder gar einengen. Die zur Anwendung kommenden Regelungskonzepte müssen also so funktionieren, dass der Mensch dabei seinen freien Willen behält“, erklärt er.

Noch steckt Mirco Martens in der theoretischen Phase des anwendungsorientierten Forschungsprojekts. Er recherchiert Informationen in Büchern, wissenschaftlichen Veröffentlichungen sowie im Internet und beschäftigt sich mit verschiedenen Softwarestrategien. „Den Großteil meiner Arbeitszeit verbringe ich damit, meine Ideen mittels Simulationen und mathematischen Modellen auf dem Computer auf ihre Funktionalität zu testen. Doch es gibt auch Phasen, in denen ich an praktischen Lösungen des Exosuits beteiligt bin. Das erfolgt dann im Team mit anderen Wissenschaftlern, technischen Mitarbeitern und Studierenden, die für die Entwicklung und den Zusammenbau der Teile zuständig sind“, zeigt er auf.

Tests und Nachbesserungen

Ein Porträt-Foto von Mirco Martens

Mirco Martens

Foto: Marten Jahn

In den noch „leblosen“ Roboter speist er dann seine Software ein und evaluiert die am PC entwickelten Algorithmen in der Praxis. „Dann muss sich zeigen, ob das, was ich mir theoretisch überlegt habe, auch in der Anwendung funktioniert. Denn bei den theoretischen Modellen handelt es sich immer um Annäherungen an die Realität, bei denen auch Fehler auftreten können“, erklärt er. Bei den Nachbesserungen prüft der Forscher, welche Parameter er anpassen könnte oder ob zum Beispiel baulich noch etwas verändert muss. Darauf folgen weitere Testphasen und Nachbesserungen, bis das Ergebnis zufriedenstellend ist.

Die Besonderheit an den Robotern, die in verschiedenen Forschungsgruppen in dem Labor entwickelt werden, sind ihre bionischen Muskeln. „Das sind sozusagen mit Luft gefüllte Schläuche, die sich verkürzen und verhalten wie menschliche Muskeln“, sagt Mirco Martens. Die Ergebnisse seiner Forschung veröffentlicht er in wissenschaftlichen Publikationen. „Im besten Fall sind die von meinen Kollegen und mir gewonnen Erkenntnisse so gut, dass sie anderen Wissenschaftlern weiterhelfen oder zu weiterer Forschung anregen. Darüber hinaus könnten schließlich Produkte entstehen, die zum Beispiel den Arbeitsschutz verbessern“, freut er sich.

Nächster Schritt: Promotion

Der Forscher kam über ein Studium der Physikalischen Ingenieurwissenschaften an der TU Berlin zur Robotik. „Nach dem Bachelorabschluss habe ich mich im Masterstudium auf Mechatronik spezialisiert und bin für meine Masterarbeit schließlich hier im Biorobotik-Labor gelandet. Es gefiel mir so gut, dass ich geblieben bin“, erzählt er.

In einer Projektstelle als wissenschaftlicher Mitarbeiter arbeitet er nun an dem unter anderem vom Bundeswirtschaftsministerium finanzierten Forschungsprojekt und zugleich an seiner Promotion, in der er sich ebenfalls mit Exoskeletten beschäftigt. „Ich kann mir gut vorstellen, danach an der Hochschule zu bleiben, genauso aber auch in der Forschungsabteilung eines Unternehmens tätig zu werden“, schildert er.

abi>> 07.11.2016