EcoWalk - Biorobotische Analyse des Schwungbeinkatapults

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Badri-Spröwitz; Dr.-Ing. Daniel Renjewski
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449427815

Ziel des Projektes ist die funktionelle Erklärung des Katapultmechanismus zum Antrieb des Schwungbeins im menschlichen Gang. Der Fokus der Arbeit liegt auf der Arretierung der geladenen Segmentkette Oberschenkel - Unterschenkel – Fuß, und den neuro-mechanischen und energetischen Eigenschaften des Mechanismus. Der Mechanismus soll auf der Grundlage biomechanischer Experimentaldaten, durch Studien an Computermodellen des Muskel-Skelett-Systems des menschlichen Beines und durch die iterative Umsetzung in einem Robotermodell funktionell erklärt werden. Besonderes Augenmerk legen wir auf den Einfluß zweigelenkiger Muskel-Sehnen-Komplexe und ihre Interaktion mit den eingelenkigen, seriell-elastischen Antriebsstrukturen des menschlichen Beines.Das funktionelle Verständnis der zugrunde liegenden mechanischen Strukturen und deren individuelle Funktionsweise birgt großes Potential für die Verbesserung von technischen Geräten zur Gangrehabilitation sowie von Prothesen.Die Arbeiten an den beschriebenen Fragestellungen sind in zwei Teilprojekte untergliedert, die von den Projektpartnern in einer Kooperation mit intensivem Austausch bearbeitet werden, so dass die spezifischen Qualifikationen der Projektpartner zu größtmöglichen Synergieeffekten führen.Wir erwarten, dass sich aus den Untersuchungen weitere biomechanische Fragestellungen ergeben, die im Rahmen des Projektes experimentell untersucht werden. Die Ausarbeitung dieser Fragestellungen, die Entwicklung geeigneter Experimente und die Durchführung von Pilotstudien sind ebenfalls Ziel dieses Antrags.Das Ergebnis dieses Projektes wird ein neuartiges robotisches Erklärmodell mit validiertem Computermodell sein, dass in der Lage ist, die Mechanik des Gangzyklus, also Kinematik, Kinetik und Energetik, im menschlichen Gehen abzubilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen