Intelligente Prothese soll Gehen sicherer machen: Forschungsprojekt „iProt“ an der TH OWL gestartet

Für Menschen mit einer Unterschenkelamputation kann sicheres und komfortables Gehen im Alltag oft eine große Herausforderung sein. Genau an diesem Punkt setzt das neue Forschungsprojekt „iProt“ an.

Im Fachbereich Informatik und Automation der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe (TH OWL) startete vergangenen Monat ein Vorhaben, das Prothesentechnik neu denken will. Ziel ist eine intelligente Unterschenkelprothese, die Bewegungen erkennt, sich anpasst und ihre Trägerinnen und Träger beim Gehen aktiv unterstützt.

Im Kern geht es um mehr als Komfort. Es geht um Sicherheit, um Selbstständigkeit – und um eine Technik, die mit dem Körper arbeitet. Das Forschungsprojekt „iProt“ verbindet dazu moderne Sensorik mit exoskelettbasierten Technologien, also bewegungsunterstützenden Systemen, die außen am Körper getragen werden. Die Prothese soll nicht nur reagieren, sondern vorausschauen, sie soll Gangmuster erkennen, Belastungen messen und die Unterstützung so regeln, dass der Alltag leichter wird.

Denn klassische Prothesen stoßen im täglichen Gebrauch oft an Grenzen. Der Schaft liegt in der Regel vollflächig an und überträgt die Gewichtskraft vor allem auf belastbare Bereiche des Stumpfes. Die Bauteile, die den Aufbau einer Prothese bestimmen, sind häufig Serienteile aus industrieller Fertigung – ausgewählt nach Mobilität, Körpergewicht und Funktionsansprüchen.

Der entscheidende Faktor bleibt jedoch die individuelle Anpassung. Sie erfolgt meist vor Ort durch Orthopädietechniker:innen. Nur wenn ein Schaft optimal gefertigt ist, kann er die Kräfte beim Gehen und Stehen sicher übertragen. Schon kleine Abweichungen können Druckstellen verursachen, Schmerzen auslösen oder zu Unsicherheit beim Gehen führen.

„iProt“ will diese Schwachstellen gezielt adressieren – mit einer Prothese, die dynamisch arbeitet und nicht statisch bleibt. Das Projekt ist am 1. Dezember des vergangenen Jahres im Lehr- und Forschungsbereich Optical Engineering der TH OWL und dem Institut für Energieforschung gestartet. Im Fokus steht die Entwicklung einer dynamisch anpassbaren, exoskelettbasierten Unterschenkelprothese, die das individuelle Gangbild aktiv unterstützt. Dadurch sollen Tragekomfort, Stabilität und Energieeffizienz moderner Prothesensysteme deutlich steigen – und zugleich die Belastung für die Nutzenden sinken.

Damit das gelingt, bringt „iProt“ ein starkes Konsortium zusammen. Neben der TH OWL sind das Fraunhofer IOSB-INA, die Servicefertigung Kremser GmbH und die NatStruct AG beteiligt. Die Partner vereinen wissenschaftliche Expertise und industrielle Umsetzungskraft. Gemeinsam entwickeln sie Lösungen, die über klassische Prothesen hinausgehen – etwa durch intelligente Regelalgorithmen für das Exoskelett, die sich automatisch an unterschiedliche Gangmuster, Geländearten und Belastungssituationen anpassen. Das Ziel: ein Prothesensystem, das Bewegungsabläufe stabilisiert, gleichzeitig Komponenten schont und damit auch deren Lebensdauer erhöht.

Ein Schwerpunkt liegt auf der Verbindung von Exoskelett- und Prothesenfunktionalität. Hier treffen mehrere Disziplinen aufeinander: Sensorik, Mechatronik und additive Fertigung. Diese Kombination eröffnet neue Möglichkeiten. Denn wenn Belastungen präzise gemessen und Bauteile passgenau gefertigt werden, kann ein System entstehen, das Druckstellen reduziert und Bewegungen flüssiger macht.

Projektleiter Professor Dr. Oliver Stübbe vom Fachgebiet Optical Engineering der TH OWL bringt dabei seine Erfahrung in die Entwicklung von additiv gefertigter Drucksensorik ein. Zudem arbeitet sein Team an der Einbettung kommerzieller Sensoren in additiv gefertigte Komponenten. Diese Messfühler sollen Druck, Temperatur und Belastung an besonders empfindlichen Punkten kontinuierlich erfassen. So kann die Prothese exakt erkennen, wie sich die Belastung im Schaft verändert – und ihre Unterstützung entsprechend anpassen.

„Wir freuen uns sehr über den erfolgreichen Projektstart und den konstruktiven Austausch mit unseren Partnern“, betont Professor Stübbe. „Die enge Verzahnung von Forschung und Industrie ermöglicht es uns, ein neuartiges, adaptives Prothesensystem zu entwickeln, das die Mobilität und Lebensqualität der Nutzer:innen spürbar verbessert.“

In den nächsten Projektphasen stehen die Entwicklung erster Prototypen, Tests unter realen Bedingungen und die Validierung der Sensorik im Mittelpunkt. Erst wenn das System zuverlässig arbeitet und Belastungen präzise erfasst, kann es langfristig in die Versorgung von Patient:innen überführt werden. Das Forschungsprojekt „iProt“ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.

Mit „iProt“ startet die TH OWL ein Projekt, das hochmoderne Technik und konkrete Lebensrealität zusammenbringt. Und vielleicht gilt dann für Menschen mit Amputation bald: Jeder Schritt bleibt ein Schritt – aber er wird leichter.

Näheres unter: https://www.ife-owl.de/forschung/projekte/iprot-entwicklung-dynamisch-anpassbaren-und-exoskelettbasierten

PM TH OWL