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Medizin und Roboter Roboter in Pflege und Therapie

Roboter in Pflege, Therapie und Medizin: Wo und wie selbständig arbeiten sie? "Gesundheit!"-Reporterin Veronika Keller macht sich auf in Roboterschmieden, Forschungslabore, Kliniken und Hightech-OPs. Sie will wissen: Was können Roboter in der Medizin heute schon?

Von: Bernd Thomas

Stand: 15.10.2018

Roboter und Medizin | Bild: BR

Der alte Traum vom menschenähnlichen Roboter: Er arbeitet selbstständig, geht uns zur Hand und pflegt uns. Doch was ist heute technisch möglich? Überall auf der Welt wird dazu intensiv geforscht, auch am Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums bei München.

Toro und Justin: Roboter fürs All und zu Hause

Die Wissenschaftler sind überzeugt: Um in einer menschlichen Umgebung helfen und unterstützen zu können und dabei ähnlich effektiv wie Menschen zu arbeiten, müssen Roboter auch ähnlich aussehen wie wir.

Toro und Justin heißen die beiden Forschungsroboter, die für den Einsatz im Weltraum und auf dem Mars trainieren. Beide Roboter haben Hände mit vier Fingern, die vorsichtig, aber auch kräftig zupacken können. Sie sollen unter anderem die Umgebung auf dem Mars für menschliche Astronauten vorbereiten. Aber auch auf der Erde sollen ähnliche Roboter im Haushalt, in der Pflege und bei Menschen mit Behinderungen arbeiten. 

Humanoide Roboter: der Traum vom menschenähnlichen Helfer

Doch noch gibt es für die Forscher viel zu tun. Denn Alltagsprobleme, für uns Menschen einfach und banal, sind für einen Roboter hoch kompliziert. Um selbstständig handeln zu können, muss er in der Lage sein, Probleme zu erkennen, Dinge zu unterscheiden, Lösungen zu planen und die notwendigen Bewegungen anschließend sicher und rasch auszuführen. Schon jeder Schritt für sich alleine ist hoch komplex.

"Leider sind Roboter heutzutage noch nicht in der Lage, so zu lernen wie zum Beispiel ein Kind. Wir müssen alle Aufgaben einprogrammieren und dazu einen Prozess entwickeln, dass der Roboter die Aufgabe lösen kann. Zum Beispiel das Greifen eines Bechers ist so ähnlich wie das Greifen einer Tasse. Aber wenn ich die am Henkel greifen will, ist das noch mal was ganz anderes."

Daniel Leidner, Teamleiter Rollin' Justin, Institut Robotik und Mechatronik, DLR

Egal ob Getränkedose, Glas oder Kanne: Wir wissen sofort, was zu tun ist. Der Roboter weiß das aber erst einmal nicht.  

Roboter für Pflege: Gibt es sie schon?

Noch können sie nur einfache Dinge und brauchen dafür vor allem viel Zeit. Auf Roboter, die flott, selbstständig und klaglos die lästige Hausarbeit erledigen, kochen und pflegen, werden wir also noch etwas warten müssen. Dass Service- und Assistenzroboter aber kommen werden, davon sind die Wissenschaftler überzeugt.

Roboter: Lernen durch „Berühren und Begreifen“

Die Entwicklung geht schnell voran. Im ICS, dem Institut für kognitive Systeme der TU München, wird für Roboter eine künstliche Haut entwickelt. Mit ihr haben die Maschinen ähnliche Sinneseindrücke wie Menschen. So können sie sich in einer fremden Umgebung sicher bewegen.

Roboterforscher Prof. Gordon Cheng ist überzeugt: Roboter werden dadurch auch schneller und effektiver lernen. Und er denkt noch weiter. Seine Vision: Menschen mit Querschnittslähmung sollen durch eine solche künstliche taktile Haut wieder gehen können. 

Roboter in Reha und Therapie

Aber schon heute werden Roboter in Therapie und Medizin eingesetzt. Sie unterstützen Patienten dabei, Bewegungen, zum Beispiel nach Schlaganfall oder anderen neurologischen Erkrankungen, wieder zu erlenen. Beeindruckendes Beispiel dafür sind Gangtrainingsgeräte für Menschen mit inkompletten Lähmungen.

Ärzte, Therapeuten und vor allem die Patienten sind begeistert: Wo früher zwei Therapeuten notwendig waren, kann heute ein Physiotherapeut alleine mit Patienten effektiv trainieren. Und der bekommt ein direktes Feedback. Sogar Treppensteigen zu üben ist möglich. Die Kosten für solche Geräte liegen allerdings bei über 200.000 Euro. Noch gibt es deshalb nur wenige, trotz vieler Vorteile.

Exoskelett: tragbarer Gangroboter

Besonders beeindruckend ist das Exoskelett, ein tragbarer Gangroboter, der in Bad Aibling schon seit mehreren Jahren eingesetzt wird.  

Der Bauingenieur Gustav  Neges ist nach einer Rückenmarksentzündung gelähmt. Mithilfe des Exoskeletts kann er zumindest heute kurz wieder selbst gehen. Durch Gewichtsverlagerung des Patienten werden die Schritte ausgelöst, der Roboter liefert die notwendige Kraft, um die Beine zu bewegen. Das Training mit Gangrobotern hat viele gesundheitliche Vorteile, wie Chefarzt Dr. Friedemann Müller erklärt.

Stabilerer Kreislauf, bessere Darmtätigkeit, weniger Schmerzen: Das sind alles Wirkungen des aufrechten Gehens selbst bei Patienten, die im Gegensatz zu Gustav Neges komplett gelähmt sind. Noch brauchen die Patienten beim Gehen mit der tragbaren Maschine Unterstützung durch Therapeuten. Für Gustav Neges kein Problem. Er ist, wie die meisten Patienten, begeistert.    

"Herrlich, wunderbar. Ich stehe mal wieder und bin so groß wie andere Menschen auch. Das kann man jedem nur empfehlen, das ist anstrengend, aber es ist wirklich ganz eine tolle Erfahrung."

Gustav Neges, Patient

Roboter im OP: Präzises Arbeiten mit optimaler Sicht

Im Uniklinikum der Universität München operiert Urologe Prof. Dr. Armin Becker schon seit Jahren mit einen Operationsroboter. Damit  können selbst komplizierte Nieren- oder Prostataoperationen minimalinvasiv durchgeführt werden, ohne den Bauchraum des Patienten zu öffnen. Vier kleine Schnitte reichen aus.

Der Arzt hat dabei perfekte Arbeitsbedingungen. Er steht nicht am OP-Tisch, sondern sitzt wenige Meter daneben, möglich sind aber auch tausend Kilometer. Mit seinen Händen steuert er die feinen Werkzeuge mit großer Bewegungsfreiheit. Ein dreidimensionales HD-Bild ermöglicht beste Sicht, als wäre der Operateur direkt im Bauch des Patienten. Auch bei diesem System handelt es sich um einen unterstützenden Roboter.

"Die Operation wird ausschließlich vom Operateur durchgeführt. Das System ist letztlich wie ein Sklave, der genau das ausführt, was ich an der Konsole vorgebe. Selbst operieren können Roboter nicht. Da wird immer ein Mensch sitzen, der über anatomische Kenntnisse verfügen muss, um die feinen Gewebestrukturen auseinanderhalten zu können."

Prof. Dr. med. Armin Becker, Klinik und Poliklinik für Urologie, Klinikum der Universität München 

Der große Vorteil des Roboters: Der Arzt sitzt und arbeitet ermüdungsfrei und kann sich zwischendurch problemlos umsetzen oder kurz pausieren. Auch in anderen Bereichen, wie zum Beispiel der Neurochirurgie, gibt es bereits Robotiksysteme, die Ärzte beim Operieren unterstützen.   

Roboter auf dem Vormarsch: Was bringt die Zukunft?

Ein Trend der Robotik in der Medizin: Mensch und Maschine werden mehr zusammenwachsen. Im Institut für Robotik und Mechatronik des DLR wird nicht nur geforscht, wie man humanoide Roboter perfektionieren kann. Ein Forschungsschwerpunkt ist auch, Menschen direkt mit der Maschine zu verbinden.

Profitieren sollen von den Forschungen des Teams um Claudio Castellin Patienten nach einer Amputation oder auch Menschen mit Behinderungen. Allein durch noch vorhandene Nerven- und Muskelimpulse können sie lernen, zum Beispiel eine künstliche Hand zu steuern. Mit Übung lässt sich dann eine Hightech-Prothese fast wie eine natürliche Hand bewegen und nutzen.

Noch sind sogenannte BCIs, Brain-Computer-Interfaces, Grundlagenforschung. Darauf beruht auch ein Projekt für mehrfach behinderte Menschen, der Roboterarm Edan. Kleinste Muskelbewegungen werden über die Haut registriert und weiterverarbeitet.

Fazit:  Schon heute helfen Roboter Menschen nach schweren Krankheiten wieder zurück ins Leben. Dabei hat der Einzug der Roboter in Pflege, Therapie und Medizin gerade erst begonnen. 


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