Bionische Beine: Von der Science-Fiction-Fantasie zum tragbaren Exoskelett

Gibt man einem Science-Fiction-Helden ein bionisches Bein, weiß das Publikum, was es zu erwarten hat. Metall rastet ein, Motoren erwachen zum Leben, und ein menschlicher Schritt besitzt plötzlich die Kraft und Selbstsicherheit einer Maschine. Das Aussehen verändert sich – elegant oder industriell, poliertes Chrom oder düstere Cyberpunk-Hardware. Das Versprechen ist einfach: mehr Kraft bei jedem Schritt. Es ist eine unwiderstehliche Idee. Deshalb kann der Begriff „bionisches Bein“ Menschen auch zu einem Produkt führen, das sich stark von ihren Vorstellungen unterscheidet. Warum es auf der Leinwand so kraftvoll wirkt: In der Fiktion ist das bionische Bein selten leise oder gewöhnlich. Es kann springen, sprinten, unmögliche Stöße abfangen oder seinen Träger in etwas Übermenschliches verwandeln. Technologie ist Teil des Körpers geworden, und der Körper kann nun mehr leisten. Das ist die Fantasie.

Für jemanden, der sich fragt, ob Technologie bei einem steilen Aufstieg, einem langen Tag zu Fuß oder einem schweren Rucksack helfen kann, erscheint „bionisches Bein“ als eine naheliegende Bezeichnung für diese imaginäre Energiequelle.

Was ein bionisches Bein in der Realität bedeutet

Echte bionische Beine sind hochentwickelte Prothesen. Sie ersetzen ein fehlendes Gliedmaß und können motorisierte Knie- oder Knöchelkomponenten mit Sensoren, Motoren, Software und einem Steuerungssystem kombinieren. Das Open Source Leg ist beispielsweise eine robotergestützte Knie-Knöchel-Prothese, die für die Forschung im Bereich der Unterschenkelprothesen entwickelt wurde.

Das ist es, was ein bionisches Bein heute in der Realität bedeutet: fortschrittliche Technologie, die in eine Prothese integriert ist. Wenn jemand bereits beide Beine hat und eine motorisierte Unterstützung beim Gehen wünscht, ändert sich die Produktkategorie. Die passendere Lösung ist ein tragbares Exoskelett.

Für Verbraucher ist ein Exoskelett die passendere Lösung.

Ein tragbares Exoskelett umschließt den Körper, anstatt ihn teilweise zu ersetzen. Rahmen, Gurt, Manschetten, Sensoren und Motoren befinden sich außerhalb des Körpers und unterstützen die bereits stattfindenden Bewegungen.

Dadurch kommt es dem Gerät, das sich viele unter einem „bionischen Bein“ vorstellen, viel näher. Der Träger bringt die Intention, das Gleichgewicht, die Richtung und die erste Bewegung mit. Die Maschine reagiert mit mechanischer Unterstützung an einem bestimmten Gelenk.

Exoskelette für Endverbraucher können für verschiedene Körperteile entwickelt werden. Beim Gehen, Wandern, Treppensteigen und anderen beinbeanspruchenden Aktivitäten bietet ein motorisiertes Hüftexoskelett zusätzliche Unterstützung im Hüftbereich während der gesamten Schrittbewegung. Falls Ihnen diese Kategorie neu ist, erklärt Was ein menschliches Exoskelett ist das Thema umfassender.

Wie motorisierte Unterstützung den Gang unterstützt

Stellen Sie sich die ersten Schritte eines Anstiegs vor. Sie wählen die Linie, setzen den ersten Schritt und heben Ihr Bein an. Sensoren in einem motorisierten Hüftexoskelett erfassen die Bewegung. Ein Steuergerät interpretiert die Schrittlänge, und Motoren an der Hüfte unterstützen die Bewegung synchron dazu.

Sie bleiben die Person, die geht.

Sie bestimmen Tempo, Richtung, Balance und Fußstellung. Das Exoskelett unterstützt Ihre bereits begonnene Bewegung.

Bei Ascentiz basiert die Entwicklung der H-Serie genau auf dieser Bewegung. H Pro und H Ultra werden an Taille und Oberschenkeln getragen, wobei die motorisierten Module an der Hüfte platziert sind, um jedes Bein bei unterstützten Gehbewegungen zu entlasten. Das System reagiert auf die Bewegungen des Trägers und passt die Unterstützung Tempo und Richtung des Ganges an.

Die Passform trägt wesentlich dazu bei, dass sich die Reaktion natürlich anfühlt. Ein sicherer Gurt und eine Oberschenkelmanschette halten die motorisierten Module in der richtigen Position, auch wenn der Träger Tempo und Gelände wechselt. So wird die Unterstützung genau im richtigen Moment des Schrittes eingesetzt. Weitere Informationen dazu finden Sie unter Wie die Exoskelett-Unterstützung beim Gehen funktioniert.

Echte Kraft auf der gesamten Reise

In der Science-Fiction gibt es für das bionische Bein einen spektakulären Moment: den Sprung, den Sprint, den plötzlichen Ausbruch mechanischer Kraft. Ein tragbares Exoskelett überträgt diese Idee auf den Rhythmus einer realen Reise – Schritt für Schritt, Anstieg für Anstieg.

Bergauf unterstützt die motorisierte Hüftunterstützung jeden Schritt mit zunehmender Steigung. An einem langen Reisetag arbeitet sie mit der gleichmäßigen Bewegung des Gehens zusammen.

Auf Treppen und in unwegsamem Gelände bestimmt der Träger Tempo und Weg, während das System auf die sich ändernden Bewegungen reagiert.

Dasselbe Erlebnis prägt auch die Momente, die einen Ausflug unvergesslich machen: das Erreichen des nächsten Aussichtspunkts mit einem Tagesrucksack, der Wechsel zwischen verschiedenen Orten mit einer Kameratasche oder das Beibehalten des Schwungs bei einer Outdoor-Veranstaltung. Mechanische Unterstützung geht über das filmische Bild hinaus und begleitet den Tag.

Beim Wandern verbinden betriebene Exoskelette auf Outdoor-Routen Gelände, Bewegung und Modellwahl detaillierter.

Wie bionische Beine und Exoskelette KI unterschiedlich nutzen

KI und Steuerungssoftware lösen bei einer bionischen Prothese und einem tragbaren Exoskelett unterschiedliche Probleme. In einer Studie aus dem Jahr 2024, die in Nature Medicine veröffentlicht wurde, messen Elektroden die elektrische Aktivität von Restmuskeln, sodass ein motorisiertes Sprunggelenk auf die beabsichtigte Bewegung des Trägers reagieren kann. Neuartige neuronale Schnittstellen können zudem Signale erhalten, die mit den Nerven verbunden sind, welche einst das fehlende Bein steuerten. Diese Ansätze sind spezialisierte Forschungssysteme und keine Standardfunktion kommerzieller Beinprothesen. Ein Exoskelett ersetzt das Bein nicht und muss daher kein fehlendes Gelenk nachbilden. Ascentiz AI OmniTerrain nutzt integrierte Sensoren, um Gangveränderungen in verschiedenen Bewegungsszenarien zu erkennen und die Hüftunterstützung entsprechend der Bewegungsabsicht anzupassen. Sie beginnen den Schritt, und der Controller passt an, wann und wie die Motoren unterstützen. Ein fortschrittliches, neuronal gesteuertes bionisches Bein kann biologische Signale nutzen, um ein künstliches Bein zu steuern. Ein handelsübliches Hüftexoskelett verwendet hingegen Bewegungsdaten der vorhandenen Beine, um die Hüftunterstützung zu ergänzen. Beide kombinieren Sensoren, Algorithmen und Motoren, lösen aber unterschiedliche Bewegungsprobleme.

Erfahren Sie, wie die Ascentiz H-Serie Sensordaten nutzt, um die Hüftunterstützung anzupassen, und vergleichen Sie Passform, Modi und Modelle.

Zwei Konfigurationen der H-Serie für Ihren nächsten Schritt

H Pro und H Ultra sind beides 2,5 kg schwere, motorisierte Hüftexoskelette. Sie erfüllen dieselbe grundlegende Funktion: Sie unterstützen die vom Träger initiierten Bewegungen mit Hüftunterstützung. Ihre Akkukonfigurationen, Materialien, unterstützten Bewegungen und Betriebsmodi ergeben zwei unterschiedliche Konfigurationen.

H Pro verwendet einen 75,6-Wh-Akku mit einer Reichweite von bis zu 25 km. Es umfasst 12 Bewegungsmodi sowie die Modi „Ease“, „ACC“ und „Train“. Es handelt sich um die H-Serie-Konfiguration mit einem Akku für alle, die ein leistungsstarkes, kraftbetriebenes Hüftassistenzsystem wünschen.

H Ultra verwendet zwei 75,6-Wh-Akkus mit einer Reichweite von bis zu 25 km pro Akku. Es bietet 16 Bewegungsabläufe, eine Konstruktion aus Carbonfaser und Titan sowie den Boost-Modus. Wählen Sie H Ultra, wenn Sie die Flexibilität von zwei Akkus, eine größere Auswahl an Bewegungsabläufen und den Boost-Modus wünschen.

Wählen Sie H Pro für ein fokussiertes H-Serie-Erlebnis mit einem Akku. Wählen Sie H Ultra, wenn Sie zwei Akkus, mehr unterstützte Bewegungsabläufe, eine Konstruktion aus Carbonfaser und Titan sowie den Boost-Modus wünschen.

Sie können die aktuelle Ascentiz H-Serie hinsichtlich Passform, Akkukonfiguration, unterstützten Bewegungsabläufen und Streckenlänge vergleichen. Wenn Sie die Konfiguration mit zwei Akkus in Betracht ziehen, finden Sie auf der Ascentiz H Ultra-Seite alle Details zum Modell.