Hintergrund

Prothesen und Orthesen sind revolutionäre medizinische Technologien, die das Leben von Menschen mit körperlichen Behinderungen verändert haben. Künstliche Gliedmaßen, Zahnspangen und andere Hilfsmittel haben Personen geholfen, ihre verlorene Mobilität und Unabhängigkeit wiederzuerlangen. Die jüngsten technologischen Fortschritte haben die Entwicklung anspruchsvollerer Geräte wie bionische Gliedmaßen und Exoskelette ermöglicht.

Trotz dieser Fortschritte bleibt die Verfügbarkeit von hochwertigen Komponenten und Materialien eine Herausforderung für die Branche. Dies schränkt die Zugänglichkeit und Erschwinglichkeit von Prothesen und Orthesen ein und hindert viele Menschen daran, von diesen lebensverändernden Technologien zu profitieren.

Revival Bionics ist ein innovatives Unternehmen, das im Jahr 2021 gegründet wurde. Sein CEO, Guillaume Baniel, hat die Vision, das Leben von Menschen mit Behinderungen zu verbessern. Das Engagement engagierter Forschungs- und Entwicklungsteams wie bei Revival Bionics, die sich dafür einsetzen, Grenzen zu überwinden und das Leben von Menschen mit Behinderungen zu verbessern, gibt Hoffnung auf eine bessere Zukunft.

Herausforderung

Im Jahr 2018 erlitt Baniel eine Behinderung und er erkannte, dass kein existierendes Gerät seinen Zustand vollständig verbessern konnte. Als Ingenieur entwickelte er den Prototyp einer aktiv angetriebenen Orthese, welche die Lähmung seines linken Unterschenkels kompensieren sollte. Nach positiven Ergebnissen beschloss er, ein Startup zu gründen und sich auf die Unterstützung von Amputierten zu konzentrieren.

Heute steht Revival Bionics an der Spitze der Branche, verschiebt die Grenzen dessen, was mit Bionik möglich ist, und gibt Menschen mit Behinderungen auf der ganzen Welt Hoffnung. Das Unternehmen hat es sich zur Aufgabe gemacht, Behinderungen vollständig zu kompensieren. Für sein erstes Produkt – eine motorisierte Fußprothese für Unterschenkelamputationen – suchte das Unternehmen die weltweit leistungsfähigsten Komponenten aus. RLS ist Teil des Abenteuers und gewährleistet mit seinen Messsystemen die Steuerbarkeit des Motors.

Bionische Prothesen bewegen sich an der Grenze des Machbaren in der Robotik und Mechatronik. Sie sollen menschliche Gliedmaßen imitieren und ersetzen, d. h. sie müssen den Kräften standhalten, die bei natürlichen Bewegungen und Handlungen auftreten. Dazu gehören Aktivitäten wie Gehen, Laufen, Heben von Gegenständen und vieles mehr. Die in diesen Prothesen verwendeten Materialien und Komponenten werden durch die hohen Kräfte bis an ihre Grenzen belastet, was mit der Zeit zu Verschleiß führen kann. Sie erfordern hohe Leistungsfähigkeit in allen Phasen und dies ist ein entscheidender Aspekt ihrer Konzeption und Konstruktion.

Bionische Prothesen sind wie ein Musikinstrument, das für einen Virtuosen entwickelt wird. Sie sind fein abgestimmt und kalibriert, um die schönsten und ausdrucksstärksten Gefühle zu erzeugen, erfordern aber zu ihrer Beherrschung einen feinen Anschlag und jahrelange Übung. Revival Bionics hat mit der Forschung an einer aktiv angetriebenen Fußprothese begonnen.

Für Personen mit amputiertem Unterschenkel kann es aufgrund des Verlusts des Sprunggelenks und der Wadenmuskulatur eine Herausforderung sein, die Abdruckbewegung beim Gehen zu reproduzieren. Zur Verbesserung der Schwungphase bzw. Abdruckphase im Gangzyklus für Menschen mit Unterschenkelamputation wurde eine aktiv angetriebene Fußprothese entwickelt.

Bei einer natürlichen Geh- oder Laufbewegung tritt die Abdruckphase (Push-Off-Phase) ein, wenn der vordere Fuß den Boden berührt, woraufhin der hintere Fuß den Körper nach vorne bringt. Diese Phase ist für einen dauerhaft flüssigen und effizienten Laufrhythmus unerlässlich.

Revival Bionics benötigte einen effizienten, robusten, industrietauglichen und kompakten Sensor, der in einen Demonstrator integriert werden und sofort gut funktionieren sollte.

Lösung

Der Einsatz von magnetischen Drehgebern in einer Prothese ist unerlässlich, um die Sicherheit des Patienten zu gewährleisten, dem Fuß ein flüssiges Gangbild zu vermitteln und eine hochdynamische Bewegung zu ermöglichen, die den Patienten beim Gehen vorwärtsbringt. Der hochpräzise gesteuerte Motor sorgt für eine flüssigere, natürlichere Bewegung der Prothese. Darüber hinaus kann die Prothese dank des magnetischen Drehgebers schnell und präzise auf Veränderungen des Gangs, der Gehgeschwindigkeit und der Aktivitäten des Patienten reagieren.

Die magnetischen Drehgeber von RLS sind im Unterschenkelbereich der Prothese vor der Achse des Revival Bionics-Motors integriert. Dies gewährleistet eine effiziente Steuerung des Motors und ermöglicht den flüssigen Betrieb der gesamten Prothese.

Das Unternehmen Revival Bionics möchte eine breitere Nutzung des bionischen Fußes ermöglichen und erstmals ein Gerät anbieten, das leise, designorientiert, autonom und komfortabel ist. Aufgrund der hohen Komplexität solcher Geräte gibt es heutzutage nur eine einzige bionische Prothese. Obwohl sie sehr fortschrittlich ist, hat sie ihre Grenzen. Bei jedem Schritt ist ein schrilles Geräusch zu hören und außerdem ist sie ziemlich steif und damit unbequem.

OnAxis RMB20 magnetic encoder module

Aufgrund seiner Miniaturbauweise, hohen Auflösung und Ausgabeformate nach Industriestandard wurde für diese Anwendung das magnetische Drehgeber-Modul RMB20 ausgewählt. Der Drehgeber besteht aus einem Gebermagneten und einer separaten Sensorplatine. Die Drehung des magnetischen Gebers wird durch einen speziellen Drehgeber-Chip, der sich auf der Sensorplatine befindet, erfasst und verarbeitet, um so das gewünschte Ausgabeformat zu erhalten.

Das magnetische Drehgeber-Modul RMB20 liefert dem Steuerungssystem zuverlässige Rückmeldungen zur Position und Geschwindigkeit. Diese Rückmeldung ermöglicht dem Steuerungssystem eine genauere Regelung des Motorbetriebs und seiner Bewegungen, wodurch Vibrationen minimiert werden und eine flüssigere Bewegung gewährleistet ist. Dies kann hilfreich sein, um die Geräusche während des Betriebs der Prothese zu reduzieren.

Die magnetischen Drehgeber von RLS sind für ihre kleine, kompakte Bauform bekannt, was bedeutet, dass sie problemlos in Geräte integriert werden können, ohne zu viel Platz zu beanspruchen. Sie sind so konzipiert, dass sie rauen Umgebungen und hohem Verschleiß standhalten. Das macht sie ideal für Anwendungen mit begrenzten Platzverhältnissen, bei denen Zuverlässigkeit und Langlebigkeit entscheidend sind, wie beispielsweise bei einer Prothese.

Ergebnisse

Die magnetischen Drehgeber von RLS ermöglichen eine präzise Messung und Überwachung der Bewegung, was wiederum eine sichere, kontrollierte Prothesenfunktion gewährleistet. Dies ist wichtig für den Komfort des Patienten und seine allgemeine Zufriedenheit mit der Prothese. Der Motors, der die Prothese antreibt, benötigt daher eine präzise Steuerung.

Das Unternehmen entschied sich für die magnetischen Drehgeber von RLS, da sie sich besonders für die spezifischen Anforderungen des Prothesenfußes eignen. Sie wurden auf ihre Integrationsfähigkeit, Kosteneffizienz und Kompatibilität mit anderen Komponenten des Systems überprüft.

Revival Bionics konnte den Sensor schnell und nahtlos in den Prothesenfuß integrieren. Die qualitativ hochwertige Dokumentation von RLS war ebenfalls sehr vorteilhaft und ermöglichte es dem Unternehmen, unabhängig und effizient zu arbeiten. Dies sparte Zeit und Ressourcen und trug dazu bei, dass das Projekt pünktlich abgeschlossen werden konnte. Die Tatsache, dass ein professioneller Orthopädietechniker den ersten Prototyp von Revival Bionics als gleichwertig mit dem besten auf diesem Gebiet bezeichnet hat, ist wirklich bemerkenswert und inspirierend. Es unterstreicht sein Engagement, über die Grenzen der Bionik hinauszugehen und Prothesenlösungen zu schaffen, die an der Spitze von Innovation und Technologie stehen.

“Hätten Sie gedacht, dass ich, als ich Ihren ersten Prototyp sah, ihn mit den Besten der Branche vergleichen würde, mit Akteuren, die seit mehr als 100 Jahren am Markt sind? Erstaunlich.” So der Kommentar von Jerome Lamorere, Vizepräsident des Verbands der Orthopädietechniker.

Künftige Ziele

Revival Bionics hat seinen Fußprothesen-Demonstrator so weit verbessert, dass er nun für Versuche am Menschen bereit ist, und freut sich auf Gespräche mit der französischen Institut der Kriegsversehrten (Institution Nationale des Invalides) und dem französischen Ausbildungskrankenhaus der Streitkräfte (Hôpital d‘instruction des armées). Das Unternehmen wird seine Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen fortsetzen, um das Design des Prothesenfußes anhand von Rückmeldungen aus Versuchen am Menschen und der Zusammenarbeit mit Gesundheitsdienstleistern feinabzustimmen und zu optimieren.

Es sieht Möglichkeiten zur Expansion in andere Bereiche der Bionik und Entwicklung weiterer Produkte, welche Menschen mit Behinderungen Mobilität und Funktionalität bieten. Sein Ziel ist es, das Leben von Menschen mit Behinderungen positiv zu beeinflussen, indem es ihnen innovative bionische Technologien zur Verfügung stellt, die ihnen ein unabhängigeres und aktiveres Leben ermöglichen. Revival Bionics ist gespannt auf die Zukunft und freut sich auf die weitere Arbeit in diesem wichtigen Bereich mit Wachstumspotenzial.

“Insgesamt haben wir sehr positive Erfahrungen in der Zusammenarbeit mit RLS gemacht, wobei der Schwerpunkt eindeutig auf Kundenservice, Benutzerfreundlichkeit und Effizienz lag. Die Tatsache, dass es keine Probleme bei der Integration des Sensors gab, zeigt, dass die magnetischen Drehgeber von RLS mit Blick auf Benutzerfreundlichkeit und Integration entwickelt wurden,” erklärt Guillaume Baniel, CEO und CTO von Revival Bionics.

Über Revival Bionics

Revival Bionics entwickelt Spitzentechnologien im Bereich der Biomechatronik, um den menschlichen Gang zu reproduzieren und die Behinderung von amputierten oder gelähmten Menschen vollständig zu kompensieren.

Nähere Informationen über Revival Bionics erhalten Sie unter: www.revivalbionics.com

 

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