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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

BeMobil - Bewegungsfähigkeit und Mobilität wiedererlangen

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Regionales Innovationscluster im Rahmen des BMBF-Förderschwerpunktes 
„Mensch-Technik-Interaktion für den demografischen Wandel"

Motivation

Lebenslang in Bewegung bleiben - der Ausgleich von Beeinträchtigungen der Bewegungsfähigkeit erfährt durch den demografischen Wandel eine wachsende Bedeutung. Intelligente Technologien zur Bewegungsrehabilitation sind für Betroffene der Schlüssel zum Wiedererlangen der selbständigen Alltagsmobilität Menschen.

 

Ziele und Vorgehen

Im Zentrum des Vorhabens steht die Unterstützung motorisch eingeschränkter Menschen beim Wiedererlangen der eigenständigen Bewegungsfähigkeit und Alltagsmobilität. Adaptive technische Systeme und neue therapeutische Behandlungsansätze werden gezielt auf die Bedürfnisse des Betroffenen ausgerichtet, um die Bewegungsfähigkeit zu Hause und im Beruf wieder zu ermöglichen. Ziel ist die Entwicklung neuartiger adaptiver Hilfsmittel und Therapieübungs­systeme wie intelligente Prothesen, Orthesen Reha-Roboter und Virtual-Reality-Systeme, die auf der direkten physische Interaktion zwischen Mensch und Technik basieren. Nutzerperspektiven, Alltagstauglichkeit sowie Datenschutz werden im Vorhaben daher in besonderem Maße interdisziplinär berücksichtigt.

 

Innovationen und Perspektiven

Das Innovationscluster bündelt Innovationspotentiale einer exzellenten Region und setzt sie in die Praxis um. Rehabilitationseinrichtungen sollen so zu einem technologieunterstützten Lernort weiter entwickelt werden, an dem der Mensch im Mittelpunkt steht.

Teilprojekte A, B, C und Anwendungsfelder in der klinischen Praxis
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Beteiligte Einrichtungen

  • Technische Universität Berlin
  • Fraunhofer IPK, Berlin
  • Charité – Universitätsmedizin Berlin
  • Humboldt-Universität zu Berlin
  • Universität der Künste, Berlin
  • Universität Potsdam
  • Unfallkrankenhaus Berlin
  • Brandenburgklinik, Bernau
  • Sanitätshaus SanAktiv GmbH, Berlin
  • Rehabtech Research Lab GmbH, Berlin
  • Otto Bock HealthCare GmbH, Berlin
  • Reha-Stim Medtec GmbH & Co. KG, Berlin
  • MEYTEC GmbH, Werneuchen
  • Hasomed GmbH, Magdeburg
  • Berner & Mattner GmbH, Berlin
  • T&T medilogic GmbH, Schönefeld
  • Code Mercenaries GmbH, Schönefeld
  • Nova Motum GmbH, Berlin

Forschungsgruppe Rehabilitationsrobotik (Fraunhofer IPK/TU Berlin)

Größter BeMobil-Projektpartner ist die gemeinsame Forschungsgruppe Rehabilitationsrobotik von Fraunhofer IPK, Bereich Automatisierungstechnik (AUT)  und TU Berlin, Fachgebiet Industrielle Automatisierungstechnik (IAT).

 

Die Mitarbeiter des Fachgebiets IAT sind dabei maßgeblich im Teilprojekt "A Arm-Systeme" an der Entwicklung und Evaluation des Demonstrators „Hand/Arm-Rehabilitator (HARE)“ mit den Teilprojektbausteinen A4 "Haptische roboterunterstützte Telerehabilitation" und A5 "Virtuelle Realitäts-basierte Spiegeltherapie" beteiligt. Dabei liegen die Kernaufgaben in den Bereichen Mustererkennung, Steuerungs- und Regelungtechnik für Robotergestützte Systeme sowie intelligenten Bildverarbeitungssystemen. Das Fachgebiet ist weiterhin federführend in der Umsetzung des Querschnittprojekts Q8 "Zentrale Stimulation durch Bewegungsvisualisierung" und bei der Konzeption von Feedback und Virtueller Realität im Querschnittsprojekt Q6 "Multimodales Feedback und Virtuelle Realität" am Cluster beteiligt.

 

 

Teilprojektbaustein A4 "Haptische roboterunterstützte Telerehabilitation"

Systemkonzept der haptischen Tele-Bewegungsrehabilitation
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Inhalt des Vorhabens ist die Entwicklung eines integrierten haptischen Telerehabilitationssystems für die häusliche neurologische Rehabilitation. Mit einem solchen System soll erstmalig eine Fortsetzung der in der Rehabilitationsklinik begonnenen intensiven und hochqualitativen Übungstherapie-Behandlung der oberen Extremität (Arm/Hand) im häuslichen Bereich des Patienten ermöglicht werden. Ziel des Teilprojekts ist die Weiter- und Neuentwicklung von im stationären Umfeld erfolgreich erprobten Technologien und Systemen für den Einsatz in der ambulanten und häuslichen Therapie.

Hauptinnovationen

Roboter-basierte multimodale Therapiesysteme für selbständige Benutzung durch motorisch und/oder kognitiv eingeschränkte Patienten_innen

  • Autonomer Modus:

    • Intelligente Steuerungs- & Monitoringalgorithmen
    • Intelligente Erkennung des Lernfortschritts und individuelle Adaptation des Systems an Patienten_innen
    • Optimale Patienten-gerechte Bedienschnittstelle

  • Fernbetreuungsmodus: Bidirektionale audio-visuelle und haptische Therapeut-Patient-Interaktion in Echtzeit

Projektpartner:

TU Berlin (Fachgebiet IAT), Charité – Universitätsmedizin Berlin (Klinik Tegel), Brandenburg Klinik, Meytec GmbH Informationssysteme

Mitarbeiter/innen:

Dipl.-Ing. Ekaterina Ivanova, N.N. 

 

 

Teilprojektbaustein A5 "Virtuelle Realitäts-basierte Spiegeltherapie"

Systemkonzept einer VR-basierten Spiegeltherapie für die Arm/Hand-Bewegungsrehabilitation
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Ziel des Teilbausteins A5 ist die Entwicklung eines Virtuelle Realitäts-basierte Spiegelt­herapie­systems, welches eine unmittelbar und ohne technische Vorkenntnisse einsetzbare Trainings­umgebung für Therapeut_innen und perspektivisch auch Patient_innen, die einer optimierten motorischen Rehabilitation ein- und umsetzt. Durch die Implementierung eines standardisierten Therapieprotokolls und den Einbezug vielfältiger Möglichkeiten neuer Medien soll eine motivierende, Therapiemitarbeit-fördernde und klinisch effektive Spiegeltherapie entstehen.

Hauptinnovationen:

  • Entwicklung eines Virtuelle Realitäts-basierten Spiegeltherapiesystems
  • Virtual Reality (VR)-basierte Therapieszenarien mit Echtzeit Interaktion
  • Bildbasiertes (markerloses) 3D Motion Tracking menschlicher Bewegungen in Echtzeit
  • Individualisierte Therapieübungen und automatische Adaption an den Lernfortschritt basierend auf algorithmischen Übungsdatenanalysen

Projektpartner:

TU Berlin (Fachgebiet IAT), Charité – Universitätsmedizin Berlin (Klinik Kladow), Meytec GmbH Informationssysteme

Mitarbeiter/innen:

Dipl.-Psych. Luara Santos, Otto Lutz, N.N.

 

 

Querschnittsprojekt Q6 "Multimodales Feedback und Virtuelle Realität"

In der motorischen Neurorehabilitation ist Feedback ein zentraler Bestandteil der Therapiebehandlung. Ein individualisiertes Training kann durch den Therapeuten oder durch technische Geräte zusätzliche sensorische (z.B. visuelle) Information über die motorische Ausführung schaffen, welche ein intensives und repetitives Training ermöglicht und eine multimodale Echtzeit Stimulation erleichtert.

Ziel des Querschnittprojektes Q6 ist eine nutzerzentrierte Entwicklung und Evaluation von übergreifenden, systematischen und theoretisch fundierten Konzepten für Feedbackanwendungen zur Unterstützung des motorischen Lernens. Hierbei werden die verschiedenen Anforderungen des jeweilig andressierten Behandlungskonzepts und auf Seiten des Patienten die Phase der motorischen Rehabilitation sowie weitere besondere Anforderungen (z.B. körperliche und kognitive Beeinträchtigungen) berücksichtigt.

Projektpartner:

TU Berlin (Fachgebiet IAT), Charité – Universitätsmedizin Berlin (Klinik Kladow, Klinik Tegel)

Mitarbeiter/innen:

Dipl.-Psych. Luara Santos

 

 

Querschnittsprojekt Q8 "Zentrale Stimulation durch Bewegungsvisualisierung"

Ein vielversprechender Ansatz, der immer öfter Einzug in die motorische Neurorehabilitation findet, liegt im Einsatz technikbasierter Therapie-Systeme. Unter Verwendung bewegungs-erfassender Technologien werden zu diesem Zweck meist Computerspiele angeboten, in denen in Echtzeit interagiert wird. Während der Therapie wird eine Bewegungsvisualisierung angezeigt, durch welche die Bewegungen der Extremitäten in der virtuellen Umgebung dargestellt werden (virtueller „Stellvertreter“). Grundlagenwissenschaftliche Befunde zeigen, dass eine Aktivierung der für das motorische Lernen wichtigen Hirnstrukturen durch die Beobachtung oder mentale Vorstellung von Bewegungen erreicht wird. Vor diesem Hintergrund ist die Bewegungsvisualisierung nicht als bloßes Element der Spielemechanik anzusehen. Die Art der Wahrnehmung der eigenen Bewegungen hat einen zusätzlichen Einfluss auf das motorische Lernen, und somit auf die kortikale Reorganisation, und kann gezielt in der Therapie für eine zusätzliche motorische Lernsteigerung angewendet werden.

Ziel des Querschnittsprojekts Q8 ist die Entwicklung von Gestaltungsrichtlinien für effektive und auf die motorischen Lernziele des jeweiligen Teilprojektbausteins konzipierte Bewegungs­visualisierungen.

Projektpartner:

TU Berlin (Fachgebiet IAT)

Mitarbeiter/innen:

Dipl.-Psych. Luara Santos, Otto Lutz.

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Information

Industrielle Automatisierungstechnik
Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger
Sekr. PTZ5
Raum PTZ 405
Pascalstr. 8-9
10587 Berlin
Tel. +49 30 314 25188
Fax. +49 30 314 29526

Leitung

Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger
+49 30 314 25188
Raum PTZ 405

Dipl.-Ing. Henning Schmidt (Koordination)
+49 30 314-28428 / 39006-149
Raum PTZ 422

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