{"id":25850,"date":"2020-12-12T09:25:08","date_gmt":"2020-12-12T07:25:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/?p=25850"},"modified":"2020-12-11T14:26:43","modified_gmt":"2020-12-11T12:26:43","slug":"cyberprosthetics-cybathlon-2020","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/25850\/","title":{"rendered":"Wie Cyber-Prothetik-Technologie den Menschen verbessert"},"content":{"rendered":"

Beim CYBATHLON 2020<\/a>, bei dem Menschen mit Behinderungen f\u00fcr sie nahezu unm\u00f6gliche Alltagsaufgaben mit Hilfe modernster Technologien erledigen, geht es um mehr als nur einen internationalen Wettbewerb. Die Organisatoren an der ETH Z\u00fcrich (Eidgen\u00f6ssische Technische Hochschule Z\u00fcrich) haben den Wettbewerb als Plattform f\u00fcr die Entwicklung von assistiven Technologien konzipiert, welche Menschen mit Behinderungen ein erf\u00fcllteres Leben erm\u00f6glichen.<\/p>\n

Die diesj\u00e4hrige Veranstaltung fand Mitte November statt, und Kaspersky war als Partner des russischen Teams dabei.<\/p>\n

Was ist der CYBATHLON?<\/h2>\n

Der CYBATHLON umfasst Wettbewerbe in sechs Disziplinen: Angetriebene Armprothese (ARM), Angetriebene Beinprothese (LEG), Angetriebenes Exoskelett (EXO), Elektrorollstuhl (WHL), Fahrrad f\u00fcr funktionelle elektrische Stimulation (FES) und Brain-Computer Interface (BCI).<\/p>\n

Die Teilnehmer konkurrieren nicht nur um Gold, sondern demonstrieren auch die F\u00e4higkeiten der neuesten Hilfsger\u00e4te. Mit Hilfe modernster Armprothesen konnten die Tr\u00e4ger zum Beispiel Gl\u00fchbirnen einschrauben oder f\u00fchlen, was sich in einer Kiste befand. Mit den neuesten Rollst\u00fchlen k\u00f6nnen die Benutzer Treppen steigen. Dar\u00fcber hinaus motiviert die Veranstaltung Entwickler, ihre Produkte zu verbessern, denn sie ist gleichzeitig ein Wettbewerb f\u00fcr Sportler und ein Schaufenster f\u00fcr die Teams, die die Technologien entwickeln.<\/p>\n

In diesem Beitrag werden wir \u00fcber diese Technologien sprechen: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft<\/p>\n

Vom Bronzebein zu einer Cyber-Gliedma\u00dfe mit einer neuronalen Schnittstelle<\/h2>\n

Die Verwendung von Prothesen hat eine lange Tradition. Der erste bekannte Hinweis auf eine k\u00fcnstliche Gliedma\u00dfe befindet sich in der Rigveda<\/em>, einer altindischen Sammlung von Sanskrit-Hymnen aus dem zweiten Jahrtausend v. Chr., in der die G\u00f6tter der legend\u00e4ren Kriegerin Vishpala<\/a> ein Bein aus Eisen geben, nachdem sie ihr eigenes in der Schlacht verloren hat. Arch\u00e4ologische Prothesen k\u00f6nnen weit zur\u00fcck datiert werden: So wurde zum Beispiel in \u00c4gypten eine etwa 3.000 Jahre alte h\u00f6lzerne Zehe<\/a> entdeckt, und ein in der italienischen Stadt Capua gefundenes Bronzebein ist etwa 2.300 Jahre alt.<\/p>\n

K\u00fcnstliche Gliedma\u00dfen blieben im Anschluss \u00fcber Jahrtausende nahezu unver\u00e4ndert. Im 16. Jahrhundert schufen Wissenschaftler dann die erste mechanische Prothese mit Scharniergelenken<\/a>, die der Tr\u00e4ger mit einer anderen Gliedma\u00dfe oder durch Kontraktion benachbarter Muskeln steuern konnte.<\/p>\n

In der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg<\/a> kam eine weitere Prothesenart auf den Markt: die bioelektrische (auch myoelektrische oder bionische genannt). Bioelektrische Prothesen wandeln die Muskelaktivit\u00e4t im Stumpf in elektrische Signale um, welche wiederum eine Bewegung des Ger\u00e4ts bewirken.<\/p>\n

Heute, im einundzwanzigsten Jahrhundert, stehen die Wissenschaftler kurz davor, den n\u00e4chsten gro\u00dfen Schritt zu tun und neurobionische Prothesen<\/a> zu entwickeln, welche es ihren Tr\u00e4gern erm\u00f6glichen, nicht nur bestimmte Bewegungen auszuf\u00fchren, sondern auch Gegenst\u00e4nde durch Ber\u00fchrung zu erkennen. Die Technologie ist noch jung und hat noch einen langen Weg vor sich, bis sie den Tastsinn vollst\u00e4ndig wiederherstellen kann, aber sie ist auf dem besten Weg, dies zu erreichen.<\/p>\n

Derzeitige Prothetik<\/h2>\n

Neue Technologien ersetzen die bestehenden nicht, sondern erg\u00e4nzen sie; eine Vielzahl von Prothesen sind bereits im Einsatz, darunter auch einige, die f\u00fcr rein kosmetische Zwecke existieren. Jeder Typ hat sein eigenes Anwendungsgebiet.<\/p>\n

Mechanische Prothesen sind billiger, leichter zu beherrschen und haltbarer<\/a> als bionische. Sie eignen sich zum Beispiel besser f\u00fcr das Heben von Lasten und Aktivit\u00e4ten auf Wasserbasis \u2013 und wenn keine Stromversorgung vorhanden ist. Bionische und neurobionische Prothesen haben andererseits einen h\u00f6heren Tragekomfort und bieten ein breiteres Bewegungsspektrum (z.B. helfen Cyberlegs dem Tr\u00e4ger, das Gleichgewicht zu halten, Treppen auf- und abzusteigen, r\u00fcckw\u00e4rts zu gehen und sogar zu rennen).<\/p>\n

Spezialisierungen in der Prothetik<\/h3>\n

Inzwischen gibt es auch hochspezialisierte Prothesen, die unter bestimmten Bedingungen oder f\u00fcr eine bestimmte Arbeit eingesetzt werden k\u00f6nnen. Beispielsweise finden Sie jetzt im Handel erh\u00e4ltliche Prothesen f\u00fcr Aktivit\u00e4ten im Wasser, Basketball, Jogging und andere Sportarten<\/a>.<\/p>\n

Die Verf\u00fcgbarkeit des 3D-Drucks<\/a> hat auch zur Entwicklung von Prothesen beigetragen, indem sie diese kosteng\u00fcnstiger und anpassbarer als je zuvor gemacht hat. In einigen F\u00e4llen k\u00f6nnen Menschen ein Modell online herunterladen und es vor dem Ausdrucken auf ihre Bed\u00fcrfnisse anpassen.<\/p>\n

Prothetische Hilfsmittel<\/h3>\n

Ein anderer moderner Trend kombiniert kybernetische Gliedma\u00dfen mit digitalen Technologien. So hat beispielsweise der russische Hersteller Motorica in diesem Jahr eine Galaxy Watch in eine Armprothese eingebettet<\/a>. Mit ihr kann der Benutzer seine Aktivit\u00e4t \u00fcberwachen und die Einstellungen des Arms \u2013 zum Beispiel die H\u00f6he des Greifens mit der Hand oder dem Finger \u2013 steuern.<\/p>\n

Gel\u00e4ndeg\u00e4ngige Rollst\u00fchle<\/h2>\n

Rollst\u00fchle haben den Menschen seit mehr als einem Jahrtausend geholfen, wobei die ersten Erw\u00e4hnungen bis ins sechste Jahrhundert n. Chr.<\/a> zur\u00fcckreichen. Bis Mitte des siebzehnten Jahrhunderts waren sie buchst\u00e4blich St\u00fchle auf R\u00e4dern, f\u00fcr deren Handhabung ein Diener oder Assistent ben\u00f6tigt wurde.<\/p>\n

Der erste manuelle Rollstuhl erschien 1655, und das erste faltbare Modell wurde Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts in den USA entwickelt.<\/p>\n

Heutzutage k\u00f6nnen die rollenden Fortbewegungsmittel neben den traditionellen Rollen auch mit Elektromotoren, Raupenketten zum Treppensteigen<\/a> und sogar mit Neurointerfaces<\/a> f\u00fcr Menschen ausgestattet werden, die ihre Arme nicht bewegen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Elektrostimulation und Exoskelette<\/h2>\n

Wissenschaftler entwickeln auch Ger\u00e4te, die es gel\u00e4hmten Menschen erm\u00f6glichen, auf den F\u00fc\u00dfen zu stehen (\u00dcbrigens praktizierten die alten \u00c4gypter<\/a> die Elektrostimulation als therapeutisches Hilfsmittel! Damals nutzten sie nat\u00fcrliche elektrische Energiequellen, wie Meerestiere, bevor sie elektrostimulierende Ger\u00e4te benutzen). Bei dem oben erw\u00e4hnten Radrennen mittels funktioneller Elektrostimulation werden die Muskeln der Wettk\u00e4mpfer durch Stromst\u00f6\u00dfe, die auf sie einwirken, kontrahiert und eine Tretbewegung ausgel\u00f6st.<\/p>\n

Der erste Prototyp einer anderen rehabilitativen Technologie \u2013 des Exoskeletts \u2013 erschien 1890<\/a>. Es erforderte zwar immer noch Anstrengungen seitens des Tr\u00e4gers, aber der Anzug erleichterte mit Hilfe von komprimiertem Gas das Gehen, Laufen und Springen erheblich. Im Jahr 1917 wurde ein Dampf-Exoskelett<\/a> patentiert, und in der zweiten H\u00e4lfte des zwanzigsten Jahrhunderts kamen elektrische, pneumatische und hydraulische Modelle hinzu.<\/p>\n

Moderne Exoskelette wiegen weniger als ihre Vorg\u00e4nger, sind viel einfacher zu bedienen und bieten mehr M\u00f6glichkeiten zur Wiederherstellung der unabh\u00e4ngigen Bewegung. Einige k\u00f6nnen sich mit der Cloud verbinden, um Daten \u00fcber Reha-Behandlungen zu speichern und zu verarbeiten, und einige der neuesten k\u00f6nnen durch Hirnimpulse<\/a> manipuliert werden.<\/p>\n

Neuronale Schnittstellen<\/h2>\n

Die futuristische Technologie hinter gedankengesteuerten Ger\u00e4ten wird als Brain-Computer-Interface (BCI) bezeichnet. Solche Systeme tauchten erstmals<\/a> in den 1970er Jahren auf und machen jetzt gro\u00dfe Fortschritte.<\/p>\n

BCI-Sensoren k\u00f6nnen direkt in die Gro\u00dfhirnrinde implantiert<\/a> werden, oder sie k\u00f6nnen innerhalb des Sch\u00e4dels platziert oder von au\u00dfen angebracht werden. Die erste Methode liefert zun\u00e4chst die beste Signalqualit\u00e4t, die jedoch abnehmen kann, falls der K\u00f6rper das Implantat abst\u00f6\u00dft. Heutzutage sind die g\u00e4ngigsten BCIs nicht invasiv und erfordern keine Operation.<\/p>\n

Die Elektroenzephalographie ist die gebr\u00e4uchlichste Technologie zum Ablesen der Gehirnaktivit\u00e4t. Es gibt jedoch auch andere Methoden zum \u201eGedankenlesen\u201c. Zum Beispiel experimentierten Forscher in den 1980er Jahren damit, Augenbewegungen zur Steuerung eines Roboters zu nutzen. Dann, im Jahr 2016, stellten die Wissenschaftler ein BCI vor, das in der Lage ist, die Pupillengr\u00f6\u00dfe zu erkennen.<\/p>\n

Der Anwendungsbereich f\u00fcr Neurointerfaces ist sehr vielseitig. In den Anfangsjahren des BCI verwendeten die Wissenschaftler beispielsweise Hirnimplantate zur Behandlung von erworbenem Sehverlust. Und wie wir oben erw\u00e4hnt haben, verwenden einige neuere Rollst\u00fchle und Exoskelette Neurointerface-Steuerungen. Die Teilnehmer von CYBATHLON 2020 nahmen am Brain-Computer Interface-Rennen teil \u2013 einer Art Computerspiel, bei dem die Macht des Denkens die Avatare des Wettkampfs bewegt.<\/p>\n

Was bringt die Zukunft?<\/h2>\n

Heute schreiten Hilfstechnologien sprunghaft voran. Welche Wunder sich hinter dieser Entwicklung verbergen, dar\u00fcber kann man nur spekulieren. Diejenigen, die an der Spitze stehen, haben bereits eine Idee.<\/p>\n

So stellen die Mitarbeiter des Neurointerfacespezialisten Neurobotics fest, dass die aktuellen Entwicklungen vor allem darauf abzielen, Menschen mit Behinderungen bei der Bew\u00e4ltigung allt\u00e4glicher Aufgaben durch BCI-gesteuerte Rollst\u00fchle und Smart Homes zu unterst\u00fctzen.<\/p>\n

Die Technologie hat jedoch noch einen langen Weg vor sich, bis sie kommerziell nutzbar ist. Wie die Neurobotik einr\u00e4umt, ist das \u201eGedankenlesen\u201c immer noch weit weniger genau als die Eingaben \u00fcber Tastatur, Maus oder Joystick. Das Unternehmen geht davon aus, dass die \u00d6ffentlichkeit in ein- bis zweihundert Jahren am ehesten erwarten kann, BCI als wirksamen Ersatz f\u00fcr die bekanntesten Schnittstellen einzusetzen.<\/p>\n

Es \u00fcberrascht nicht, dass Elon Musk, der an seinem eigenen BCI-Implantat-Projekt mit dem Namen Neuralink arbeitet, eine k\u00fcrzere Produkteinf\u00fchrungszeit<\/a> vorsieht. Allerdings ist nicht klar, wann dies geschehen kann und ob das Ger\u00e4t ein Erfolg wird; die Implantation ist ein wichtiger Schritt, den nicht jeder zu tun bereit ist.<\/p>\n

Musk ist nicht der einzige mutige Vision\u00e4r. Falls Sie weitere Sci-Fi-Vorhersagen w\u00fcnschen, schauen Sie sich unser Projekt \u201eEarth 2050\u201c an, bei dem die Nutzer ihre Ideen austauschen k\u00f6nnen, von grundlegend neuen Sinnesorganen<\/a> bis hin zu einer \u201eWerkstatt\u201c<\/a>, in der Sie sich vollst\u00e4ndig erneuern k\u00f6nnen.<\/p>\n

Einen Schritt voraus sein<\/h2>\n

Was auch immer die Zukunft bringt, es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass wir alle diese Zukunft gestalten, hier und jetzt. Deshalb unterst\u00fctzen wir bei Kaspersky voll und ganz die Entwickler von unterst\u00fctzenden Technologien und andere Unternehmungen<\/a>, die darauf abzielen, diese Welt zu einem besseren Ort zu machen. Sie versuchen, wie die Organisatoren von CYBATHLON, eine bessere Zukunft f\u00fcr alle zu schaffen.<\/p>\n

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Von den antiken Bronzebeinen bis zu den modernen Cyborgs, die Technologien haben sich entwickelt, um Menschen mit Behinderungen zu helfen.<\/p>\n","protected":false},"author":2049,"featured_media":25852,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[2712],"tags":[3716,3717,3719,3718],"class_list":{"0":"post-25850","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-special-projects","8":"tag-cybathlon","9":"tag-cyber-prothetik","10":"tag-exoskelette","11":"tag-neuronale-schnittstellen"},"hreflang":[{"hreflang":"de","url":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/25850\/"},{"hreflang":"es-mx","url":"https:\/\/latam.kaspersky.com\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/20678\/"},{"hreflang":"es","url":"https:\/\/www.kaspersky.es\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/24339\/"},{"hreflang":"it","url":"https:\/\/www.kaspersky.it\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/23512\/"},{"hreflang":"ru","url":"https:\/\/www.kaspersky.ru\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/29581\/"},{"hreflang":"tr","url":"https:\/\/www.kaspersky.com.tr\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/9133\/"},{"hreflang":"x-default","url":"https:\/\/www.kaspersky.com\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/37875\/"},{"hreflang":"fr","url":"https:\/\/www.kaspersky.fr\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/16062\/"},{"hreflang":"pt-br","url":"https:\/\/www.kaspersky.com.br\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/16699\/"},{"hreflang":"pl","url":"https:\/\/plblog.kaspersky.com\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/14248\/"},{"hreflang":"zh","url":"https:\/\/www.kaspersky.com.cn\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/12337\/"},{"hreflang":"ja","url":"https:\/\/blog.kaspersky.co.jp\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/29718\/"},{"hreflang":"nl","url":"https:\/\/www.kaspersky.nl\/blog\/cyberprosthetics-cybathlon-2020\/26457\/"}],"acf":[],"banners":"","maintag":{"url":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/tag\/cybathlon\/","name":"CYBATHLON"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25850","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2049"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=25850"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25850\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":25867,"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/25850\/revisions\/25867"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/25852"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=25850"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=25850"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.kaspersky.de\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=25850"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}