Robotische Hilfsmittel sollen gelähmten Menschen das Gehen wieder ermöglichen. Erste so genannte Exoskelette sind bereits im Einsatz. Werden die Hightech-Geräte dereinst den Rollstuhl ersetzen?

Vorsichtige Schritte: Der querschnittgelähmte Werner Witschi trainiert mit dem von ETH-Studenten entwickelten Exoskelett.
René Ruis

«Eins, zwei, drei… und aufstehen», erteilt jemand aus dem Entwicklerteam der ETH Zürich das Kommando. Ein Surren ertönt. Werner Witschi stemmt sich mit den Händen auf die Krücken, während ihn die Apparaturen, die er an beiden Beinen trägt, langsam von seinem Sitz anheben. Er schwankt, droht umzukippen, doch zwei Teammitglieder halten ihn fest. Vorsichtig beginnt er, einen Fuss vor den anderen zu setzen; den Blick stets auf seine Füsse gerichtet, die er nicht spürt. Denn seit drei Jahren ist die untere Körperhälfte des 57-Jährigen gelähmt. Ein Sturz durch das Dach einer Schreinerei machte den Elektroingenieur zum Paraplegiker. «Endlich wieder einmal aufrecht zu stehen und anderen Menschen auf Augenhöhe zu begegnen, ist ein gutes Gefühl», sagt Witschi.

Seit vergangenem Mai fährt der Berner zweimal pro Woche nach Zürich ins ETH-Campusgebäude, wo er mit einem so genannten Exoskelett trainiert. Darunter versteht man einen mit Motoren ausgestatten Stützapparat, der es Gehbehinderten ermöglicht, von einem Stuhl aufzustehen, Schritte zu machen und sogar Treppen zu steigen. Bei dem Modell, mit dem Witschi trainiert, sendet ein am Rücken angebrachter Computer Befehle an sechs Elektromotoren, die beidseitig an den Hüftgelenken, Oberschenkeln und Knien angebracht sind. Über einen Bedienungsknopf an den Krücken kann der Benutzer den Bewegungsmodus und die Schrittlänge dem Gelände anpassen.

Entwicklung vorantreiben

Bild: René Ruis

Das Modell hat das Team VariLeg von der ETH Zürich entwickelt. Unter den insgesamt elf Mitgliedern sind Studierende des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und der Gesundheitswissenschaften. VariLeg ist eines von voraussichtlich elf Forscherteams, die am 8. Oktober am Cybathlon (siehe Box) in der Disziplin Exoskelette gegeneinander antreten. Noch unsicher ist, ob für VariLeg Werner Witschi am Start sein wird oder ein anderer Athlet. Doch für Witschi steht fest: «Ich will mithelfen, die technische Entwicklung für beeinträchtige Menschen voranzubringen.»

Das gleiche Ziel hat ETH-Professor Robert Riener, der den Cybathlon-Wettkampf initiiert hat. Heutige Modelle seien für den Alltag noch nicht geeignet, da sie zu schwer und zu klobig seien, sagt Riener. Auch das von VariLeg entwickelte Exoskelett bringt zurzeit noch rund 35 Kilogramm auf die Waage. Mit der Herstellung der Hüftpartie aus Karbon soll es noch ein, zwei Kilogramm leichter werden. Ein weiterer Knackpunkt ist die reibungslose Funktion des Elements, welches die Beugung der Knie reguliert. Mit einer Feder, die am Oberschenkel befestigt ist, soll der Widerstand automatisch dem Gelände angepasst werden. Dieses flexible Element zeichne das VariLeg-Produkt gegenüber anderen Typen aus, erklärt Maschinenbau-Student Fabian Walter.

Immer leichter und günstiger

An einem deutlich leichteren Modell arbeitet die Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften im Rahmen des EU-Projekts XoSoft. Das künftige Produkt – eine Art Leggins – zielt jedoch eher auf Menschen mit Muskelschwäche ab als auf Patienten mit vollständiger Beinlähmung. Ein Durchbruch für Paraplegiker scheint jedoch diesen Frühling der Firma SuitX gelungen zu sein, die aus der kalifornischen Universität Berkeley hervorging. Ihr Gerät wiegt lediglich zwölf Kilogramm. Mit einem Preis von 40 000 Franken ist es deutlich günstiger als die aktuellen Modelle, die zwischen 70 000 und 100 000 Franken kosten. In Italien und den USA, wo die Versicherungen die Kosten übernehmen, wird etwa das Exoskelett der israelischen Firma Rewalk von einzelnen Betroffenen bereits getragen. Es handelt sich um eine Weiterentwicklung einer militärischen Technologie. Auch die US-Armee setzt auf Exoskelette, welche die Soldaten unterstützen sollen – etwa beim Tragen schwerer Lasten, dem Besteigen von Bergen und dem genauen Zielen beim Schiessen.

Auch wenn die derzeitigen Entwicklungen vielversprechend sind: Dass Exoskelette in naher Zukunft Rollstühle ersetzen, hält ETH-Forscher Robert Riener nicht für wahrscheinlich. In der Rehabilitation leisten sie zwar bereits gute Dienste, wie etwa im Paraplegiker-Zentrum Nottwil. Dort ist eine Exoskelett-Version im Einsatz, an der Verletzte mit teilweise erhaltenen Beinfunktionen das Gehen wieder üben.

Versicherer zahlen noch nicht

Bild: René Ruis

Doch aktuelle, für den Alltag gedachte Produkte haben gemäss Chefarzt Michael Baumberger noch zu grosse Nachteile: «Die Motoren sind laut und die Benutzer wirken wie Roboter in einem Science-Fiction-Film.» Ausserdem müssten zunächst die Schweizer Versicherer davon überzeugt werden, dass die Geräte die Pflegebedürftigkeit der Patienten tatsächlich vermindern, damit sie die Kosten übernehmen. Eine weitere Herausforderung ist die Entwicklung von Geräten für Tetraplegiker, welche auch die Arme nicht bewegen können. Eine Möglichkeit wäre, die Geräte über Hirnströme zu steuern. So könne man die unterbrochenen Nervenfasern im geschädigten Rückenmark umgehen. «Aber das ist erst eine Zukunftsvision», so Baumberger. Dennoch ist er überzeugt: «Exoskelette haben enormes Potenzial, die Lebensqualität unserer Patienten zu verbessern.»

Robotischer Wettstreit

Am Cybathlon messen sich körperbehinderte Athleten aus 25 Ländern in sechs Disziplinen. Es gibt unter anderem einen Parcours mit Exoskeletten, Parcours mit Arm- und Beinprothesen und ein virtuelles Rennen mit Gedankensteuerung. Anders als bei den paralympischen Spielen stehen nicht sportliche Höchstleistungen im Vordergrund, sondern die Anwendung robotischer Hilfsmittel im Alltag.

Andrea Söldi