Bionische Hand greift dank KI-Unterstützung mit menschlicher Präzision

Herkömmliche Prothesen verlangen Nutzern oft enorme Konzentra­tion ab, doch eine neue KI-Steuerung ändert dies grundlegend. Ingenieure setzen auf ein geteiltes Modell, bei dem Algorithmen die Feinmotorik autonom übernehmen und den Alltag erleichtern.

KI verleiht Prothesen echten Tastsinn

Ingenieure der University of Utah haben eine Methode entwickelt, die bionischen Händen ein gewisses Maß an Autonomie verleiht. Das primäre Ziel des Projekts ist es, die kognitive Belastung für Amputierte im Alltag drastisch zu senken. Bei herkömmlichen myoelektrischen Prothesen müssen Nutzer oft jeden Finger oder Griffmodus bewusst über Muskelkontraktionen im Stumpf steuern.

Das ist nicht nur mental ermüdend, sondern führt oft dazu, dass die theoretisch praktischen und auch teuren Hilfsmittel im Schrank liegen bleiben. Das neu vorgestellte System nutzt künstliche Intelligenz (KI), um die Absichten des Trägers vorherzusehen und Griffe automatisch anzupassen.

Das Team rüstete eine kommerziell erhältliche Hand der Firma TASKA Prosthetics mit speziellen Sensoren aus. Die TASKA-Hand gilt in der Branche bereits als Meilenstein, da sie als eine der ersten bionischen Hände wasserfest und besonders robust konstruiert ist. Die Forscher implantierten Drucksensoren sowie optische Näherungssensoren in die Silikonkuppen der Finger.

Ein künstliches neuronales Netzwerk verarbeitet diese Daten in Echtzeit. Dadurch "sehen" die Finger Objekte, bevor sie diese berühren, und passen ihre Position autonom an, um einen stabilen Griff zu gewährleisten. Das System ist sensibel genug, um selbst leichte Berührungen zu erkennen.

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Geteilte Kontrolle entlastet Nutzer

Wie die University of Utah in einer Pressemitteilung erläutert, ermöglicht diese Technologie ein sogenanntes "geteiltes Kontrollmodell". Der Nutzer gibt per Muskelimpuls (Elektromyografie, kurz EMG) lediglich den groben Befehl zum Greifen oder Loslassen. Die Feinmotorik übernimmt anschließend die KI.


Marshall Trout, Co-Autor der Studie (im Bild oben rechts), vergleicht das Prinzip mit der Telepathie zwischen Reiter und Pferd: Der Reiter gibt die Richtung vor, aber das Pferd entscheidet selbstständig, wo es seine Hufe hinsetzt, um nicht zu stolpern. Das System verhindert aktiv, dass Nutzer Objekte versehentlich zerdrücken oder fallen lassen.

Dieses Konzept der geteilten Autonomie löst ein fundamentales Problem der Prothetik. Da Amputierten das natürliche sensorische Feedback fehlt (Propriozeption), müssen sie ihre Prothese durchgehend visuell überwachen, um erfolgreich zu greifen. Das neu entwickelte System reduziert diesen Zwang zum Hinsehen erheblich. In Tests konnten Probanden fragile Gegenstände wie Plastikbecher greifen, ohne sie zu beschädigen - eine Aufgabe, die mit herkömmlichen Steuerungen oft monatelanges Training erfordert.

Noch keine Marktreife

Die praktische Relevanz der Technik zeigt sich besonders bei komplexen Aufgaben. Sam Matagi, ein Studienteilnehmer, der beide Hände bei einem schweren Stromunfall verlor, beschrieb das Gefühl als enorme Erleichterung. Er verglich die herkömmliche Steuerung mit einem "Kranführer im Kopf", der jeden Schritt planen muss. Mit der KI-Unterstützung fühlte sich die Prothese eher wie ein intelligenter Assistent an.

Trotz der vielversprechenden Erfolge ist die Technik bisher nicht sofort für den Massenmarkt verfügbar. Jacob George, Leiter des Utah NeuroRobotics Lab, schätzt, dass es noch fünf bis zehn Jahre dauern könnte, bis diese Kombination aus Sensorik und KI-Modellen Standard in kommerziellen Prothesen ist. Aktuell arbeiten die Forscher daran, diese KI-Steuerung mit implantierten neuralen Schnittstellen zu koppeln. Das langfristige Ziel ist es, neben der verbesserten Motorik auch das physische Tastgefühl direkt an das Gehirn zurückzusenden, um die Integration von Mensch und Maschine weiter voranzutreiben.

Glaubt ihr, dass KI-gestützte Prothesen in wenigen Jahren Standard sein werden oder bleibt das lange ein Nischenprodukt für wenige Anwender? Wir sind gespannt auf eure Einschätzungen in den Kommentaren!


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