Exoskelett

Exoskelett bezeichnet eine äußere Skelettstruktur, die den Körper von Tieren umgibt und ihm Form, Schutz und mechanische Unterstützung verleiht. Am häufigsten ist es bei Arthropoden wie Insekten, Spinnen und Krebstieren zu finden. Es besteht aus von Organismen produziertem Material wie Chitin, Kalziumcarbonat oder knorpelartigen Proteinen und ist oft mehrlagig aufgebaut. Im Verlauf des Wachstums müssen Exoskelette durch Häutung ersetzt werden, da sie fest mit dem Körperinneren verbunden sind und eine Größenzunahme nicht zulassen.

Funktion und Merkmale: Schutz vor mechanischer Belastung, Formgebung, Verringerung des Wasserverlusts und Ansatzpunkte für Muskeln. Vorteile: Starke Verknüpfung von Festigkeit und geringem Gewicht, gute Schutzfunktion; Einschränkungen: Wachstum ist an Häutung gebunden; schwer oder unflexibel, begrenzte Größe bei vielen Gruppen; Verletzungen oder Abnutzungen können die Beweglichkeit beeinträchtigen.

Im technischen Bereich wird der Begriff auch für tragbare Exoskelette verwendet, die Muskelleistung unterstützen oder Rehabilitation ermöglichen. Solche Exoskelette bestehen aus einem tragenden Rahmen, Aktuatoren oder passiven Vorrichtungen, Sensorik und einem Energiesystem. Anwendungen finden sich in der Industrie zur Unterstützung beim Heben schwerer Lasten, in der Medizin für Mobilisierung von Patienten oder in der Verteidigungs- und Raumfahrttechnik. Zentrale Herausforderungen sind Energieeffizienz, Tragekomfort, Gewichtsreduzierung und intuitive Steuerung.

Forschungsrichtungen umfassen neue Materialsysteme, effizientere Antriebe, verbesserte Benutzersteuerung und Integration mit neuromuskulären Signalen. Exoskelette bleiben Gegenstand biologischer Forschung sowie technologischer Entwicklung und liefern Einblicke in Bewegung, Biomechanik und menschliche Leistungsgrenzen.