Statt Treppenlift: Neues Hilfsmittel fürs Treppensteigen

Bis ins hohe Alter selbstständig wohnen, das wünschen sich wohl alle. Doch die wenigsten Altbauten sind barrierefrei, und Treppen sind mit zunehmendem Alter immer schwieriger zu bewältigen. Fahrstühle und Treppenlifte können nicht in jedem Haus installiert werden, außerdem sind sie nicht gerade billig. Die beiden Nachwuchswissenschaftler Felix Weiske und Max Böhme von der HTWK Leipzig haben deshalb eine Art Siebenmeilenstiefel fürs Treppensteigen entwickelt.

Äußerlich ähnelt das Gerät einer klassischen Orthese, wie sie zur Rehabilitation von Knieverletzungen verwendet wird. Doch im Inneren befinden sich mehrere Sensoren sowie ein kleiner Motor. „Unser Ziel ist eine Art intelligenter Stiefel, der leicht an- und ausziehbar ist und die noch vorhandene Muskelkraft individuell unterstützt“, erklärt Böhme. Innerhalb von drei Jahren sind die beiden Ingenieure diesem Ziel ziemlich nahegekommen.

Wie funktioniert Treppensteigen?

Zunächst haben Böhme und Weiske im Biomechaniklabor der Universität Leipzig die Bewegungsabläufe beim Treppensteigen von 25 Personen untersucht, darunter 13 Seniorinnen und Senioren. Die Fragestellung: In welchem Gelenk wird wieviel Kraft aufgebracht, um eine Stufe zu bewältigen? Außerdem interviewten sie die Teilnehmenden zu ihren Vorstellungen und Bedürfnissen.

„Ein wichtiger Aha-Effekt für uns war: Für viele ist es schwieriger, treppab die Balance zu halten als treppauf die nötige Kraft aufzubringen. Unser System muss also automatisch erkennen, welche Bewegung unterstützt werden soll“, sagt Weiske. Der Elektrotechnik-Ingenieur hat die Algorithmen programmiert, auf deren Grundlage das sogenannte Exoskelett den individuellen Gang eines Menschen erlernt. „Das ist das, was gemeinhin mit künstlicher Intelligenz bezeichnet wird: eine selbstlernende Maschine“, erläutert Weiske.

Gewinner im Hochschulwettbewerb

Anfang 2019 stellten Böhme und Weiske die erste Version fertig. Wenige Wochen später waren sie damit schon im Fernsehen. Denn mit ihrem Exoskelett gewannen die beiden als eines von 15 Forschungsteams den Hochschulwettbewerb zum Wissenschaftsjahr „Künstliche Intelligenz“. Das Preisgeld in Höhe von 10.000 Euro nutzen Böhme und Weiske zur Gestaltung mehrerer interaktiver Ausstellungen in Leipzig, Köln und Berlin. Ein Ziel: möglichst viel Feedback von potenziellen Anwenderinnen und Anwendern zu erhalten.

„Der technologische Fortschritt findet schnell und oft ohne Einbindung der Gesellschaft statt. Genau das wollen wir anders machen“, erklärt Böhme die Motivation der beiden Forscher. Dabei bekamen sie viel Lob, aber auch Verbesserungsvorschläge. Beispielsweise finden einige Ältere das Exoskelett zu schwer, außerdem sieht es manchen nach „zu viel Technik“ aus. Die Anregungen sollen in der nächsten Version des Exoskeletts Berücksichtigung finden.

„Unsere Vision ist, dass das Gerät später in einer Ladestation neben der Treppe steht und im Handumdrehen angezogen ist. Das könnte älteren Menschen das Wohnen in ihrer vertrauten Umgebung einige Jahre länger ermöglichen“, sagt Böhme.