Entwurf eines Exoskelett-basierten Systems zur Rehabilitation bei Handverletzungen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Es wurde erstmals ein Hand-Exoskelett speziell für die Hand-Rehabilitation entwickelt. Während der Arbeit gesammelte Erfahrungen haben zu der Entwicklung und Patentanmeldung einer weiter verbesserten Mechanik geführt. Im Vergleich zu existierenden Geräten ermöglicht das entwickelte Exoskelett die Bewegung in erheblich mehr Achsen. So ist z.B. eine Bewegung in jeder beliebigen Achse der Finger möglich. Im Bereich der Regelung wurde eine robuste und stabile Kraftregelung entwickelte die eine Interaktion des Hand-Exoskeletts mit dem Patienten ermöglicht und gleichzeitig die für medizinische Produkte sehr wichtige Sicherheit des Patienten berücksichrigt. Eine weitere Neuerung besteht in der Möglichkeit der Steuerung des Hand- Exoskeletts über an der Hautoberfläche erfasste elektrische Muskelsignale (EMG - Elektromyographie). Bisherige Arbeiten beschäftigten sich mit der Steuerung von Hand-Prothesen, die im Vergleich zu dem Hand-Exoskelett nur wenige Freiheitsgrade kontrollieren. Ausblick auf künftiger Arbeiten und Beschreibung möglicher Anwendungen Es ist geplant in Kürze einen nach diesem Projekt weiterentwickelten und für medizinische Studien zertifizierten Finger-Exoskelett-Prototypen für eine medizinische Studie am Universitätskiinikum Ulm einzusetzen. Weitere mögliche Anwendungen des Exoskeletts liegen in der virtuellen Realität und in der Teleoperation von Robotem.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Fleischer C, Wege A., Hommel G.: Exoskelette: Mit Hand und Fuß. Forschung AkTUell, Nr. 51, September 2006, pp. 22-24, ISSN 0176-263X
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Fleischer, C; Wege, A.; Kondak, K.; Hommel, G.: Application of EMG signals for controlling exoskeleton robots Biomed Tech. 2006, Vol. 51, Issue 5/6, Special Issue: Biosignal Processing, Walter DeGmyter, pp. 314-319
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Kondak, K.; Wege, A.; Stanczyk, B.; Buss, M.; Hommel, G: Robust Motion Control for Fully Actuated Robots Using Sliding Mode. at-Automatisiemngstechnik, Jahrgang 54 (2006) Heft 7, Band 7/1/2006/7, pp. 342-352, ISBN 0178-2312, Oldenbourg Verlag, München, 2006
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Wege, A. and Zimmermann, A.: Electromyography Sensor Based Control for a Hand Exoskeleton. IEEE Int. Conf. on Robotics and Biomimetics (ROBIO 2007) Sanya, China, pp. 1470-1475, December 2007.
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Wege, A.; Hommel, G.: Development and Control of a Hand Exoskeleton for Rehabilitation of Hand Injuries. Proc. ofthe 2005 lEEE/RSJ Int. Conf. On Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 3461-3466, ISBN 0-7803-8913-1, IEEE, Edmonton, Alberta, Canada, 02.-06.08.2005
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Wege, A.; Hommel, G.: Embedded System Design for a Hand Exoskeleton. Proc. 7th Inlem. Workshop "Embedded Systems - Modeling, Technology and Applications", pp. 169-176, ISBN 1-4020-4, Springer-Veriag, Berlin, 26.-27.06.2006
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Wege, A.; Hommel, G.: Force Control Strategy for a Hand Exoskeleton Based on Sliding Mode Position Control. Proc. IROS 2006, Beijing, 2006
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Wege, A.; Hommel, G.: Position-Based and Force-Based Control Strategies for a Hand Exoskeleton Developed for Rehabilitation. Proc. ISR/ Robotik 2006, pp. 10, ISBN 3-18-091956-6, VDI Veriag, München, 15.-18.05.2006
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Wege, A.; Kondak, K.; Hommel, G.: Development and Control ofa Hand Exoskeleton for Rehabilitation. In: Hommel, G.; Sheng Huanye. (Hrsg.) Human Interaction with Machines, pp. 149-157, ISBN 1-4020-4042-3, Springer-Veriag, 2005
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Wege, A.; Kondak, K.; Hommel, G.: Mechanical Design and Motion Control ofa Hand Exoskeleton for Rehabilitation. Proc. IEEE ICMA 2005 (Int. Conf. on Mechatronics and Automation), pp. 155-159, ISBN 0-7803-9045-9, IEEE, Niagara Falls, Ontario, Canada, 29.07.-01.08.2005
