Dynamische Stabilisierung einer zweibeinigen Laufmaschine zur Entwicklung einer rückgekoppelten sensomotorischen Stand-Gang-Neuroprothese für Querschnittsgelähmte

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Ziel des Vorhabens ist es, die bisherigen Ergebnisse aus den Simulationen einer instabilen zweibeinigen Laufmaschine auf die vorhandene zweibeinige Laufmaschine mit Mechanosensoren und Pulsweiten-modulierten Gleichstrommotoren zu übertragen. Auf diese Weise soll die Laufmaschine Stand und Gang im Rückkopplungskreis dynamisch stabilisiert werden. Dabei soll das hier entwickelte Meta-Attraktor-Konzept für flüssige Übergänge zwischen den Bewegungsklassen sorgen. Außerdem sollen die Ergebnisse auf die hier entwickelte Simulation einer komplexen menschlichen Biomechanik übertragen werden. Dieses Modell soll auf der Basis von 52 Mechanosensoren und ca. 30 funktionell stimulierbaren Muskeln mit Hilfe künstlicher neuronaler Netzwerke ebenfalls dynamisch stabilisiert werden. Schließlich sollen die Modellrechnungen an der menschlichen Biomechanik und die praktischen Erfahrungen an der Laufmaschine dazu verwendet werden, eine rückgekoppelte Neuroprothese zu entwickeln, für die bereits die Elektronik für 52 Sensoren sowie für individuell modulierbare elektrische Stimulationskanäle und ein echtzeitfähiger Parallelrechner zur Verfügung stehen. Sie soll an ausgewählten Patienten, die sich bereits im Muskeltraining befinden, getestet werden. Das Projekt stellt einen Transfer-Versuch von auf technologische Weise gewonnenem Wissen auf ein komplexes biologisches System dar.