Salzburg Research entwickelt gemeinsam mit der Saphenus Medical Technology GmbH eine Prothese, die den Untergrund erkennt – und spürbar macht. 

Wer mit einer Beinprothese lebt, ist im Alltag oft besonders aufmerksam unterwegs. In der Dämmerung, im Gedränge oder im Gespräch beim Gehen fehlt manchmal der freie Blick auf den Boden. Unebenheiten, weiche Stellen oder Gefälle können dann schnell zur Herausforderung werden. Genau hier setzt die Arbeit von Salzburg Research an: Gemeinsam mit Saphenus entsteht eine fühlende Prothese, die den Untergrund erkennt und diese Information unmittelbar an die tragende Person weitergibt. 

Die Prothese soll nicht nur tragen, sondern auch „mitfühlen“. Sensoren am Fuß sowie drucksensitive Sohlen messen die Belastung und erfassen, wie sich die Prothese beim Auftreten bewegt. Aus diesen Daten identifizieren maschinelle Lernverfahren von Salzburg Research charakteristische Eigenschaften des Untergrundes. Die bisherigen Ergebnisse sind vielversprechend: Das System kann bereits zuverlässig zwischen Untergründen verschiedener Härtegrade unterscheiden sowie Neigungen und das Steigen von Stufen erkennen. Besonders relevant sind dabei Übergänge – etwa von einer festen Oberfläche wie Asphalt auf eine weiche Wiese, die für Prothesenträger:innen häufig herausfordernd sind.  

Entscheidend ist dabei nicht nur die Erkennung selbst, sondern auch die zeitnahe Rückmeldung. Zwischen Bodenkontakt und spürbarer Rückmeldung darf nur ein sehr kurzer Moment vergehen. Deshalb konzentriert sich die Entwicklung auf Algorithmen, die auf energieeffizienten Recheneinheiten direkt in der Prothese nahezu in Echtzeit reagieren können. Die erkannte Information wird dabei in unterschiedliche Vibrationsmuster übersetzt und über kleine Impulsgeber an gesunder Haut vibrotaktil spürbar gemacht. Neben der erhöhten Sicherheit berichten Nutzer:innen auch von positiven Effekten auf das Körpergefühl und einer Linderung von Phantomschmerzen. 

Folgendes Video zeigt eine Demonstration zur Echtzeit-Erkennung von Untergründen: Sensorsohle beim Gehen über unterschiedliche Testflächen. Parallel dazu visualisiert ein Auswertungsinterface Sensordaten, Druckverteilung und die aktuell erkannte Untergrundklasse.

Künftig sollen die Vibrationsmuster noch gezielter an unterschiedliche Untergründe angepasst werden, sodass insbesondere Unregelmäßigkeiten des Untergrundes noch besser kommuniziert werden. Dadurch entsteht eine zusätzliche Wahrnehmungsebene: Der Boden wird nicht nur gesehen, sondern auch gefühlt. Diese Forschungsarbeit zur Erweiterung der menschlichen Wahrnehmung von Prothesentragenden wird im Rahmen des COMET-Projekts “Digital Motion” durch das BMIMI, das BMWET über die FFG und die Länder Salzburg, Tirol und OÖ gefördert. 

Mehr Informationen:

• Success Story: Mobile Ganganalyse im Alltag für Prothesenträger:innen
• Forschungsprojekt: DiMo-NEXT – Next Level of Digital Motion in Sports, Fitness and Well-being