Exoskeletten

Exoskeletten sind tragbare Strukturen, die den menschlichen Körper unterstützen oder Lasten extern tragen. Sie ersetzen oder verstärken Muskelkraft, indem sie Bewegungen auf die äußere Skelettrohstruktur übertragen. Eine grobe Unterscheidung erfolgt zwischen passiven und aktiven Systemen. Passive Exoskelette verwenden elastische oder dämpfende Elemente, ohne Energiezufuhr. Aktive Exoskelette verfügen über Antriebe wie elektrische Motoren, Hydraulik oder Pneumatik, oft in Kombination mit Sensoren und einer Steuereinheit.

Aufbau und Funktionsweise umfassen ein tragendes Rahmenwerk, Gelenke, Antriebe, eine Energiequelle (Batterien) sowie Steuer- und Sensorik. Die Komponenten werden je nach Anwendungsfall an Oberschenkel-, Knie- oder Sprunggelenkregionen platziert oder integrierte Gliedmaße sein. Materialien reichen von Aluminium und Titan bis zu kohlenstofffaserverstärkten Verbundstoffen.

Anwendungen umfassen medizinische Rehabilitation und Gehtraining für Menschen mit Mobilitätseinschränkungen, Mobilitätshilfe im Alltag, sowie industrielle Exoskelette, die Mitarbeitern das Heben schwerer Lasten, das Arbeiten in aufrechter Haltung oder das Tragen längerer Schichten erleichtern. Forschungsfelder umfassen militärische Anwendungen und Rettungseinsätze.

Vorteile sind verringerte Belastung der Gelenke, erhöhte Kraft und Ausdauer sowie potenziell schnellere Rehabilitation. Herausforderungen bleiben Gewicht, Batterielaufzeit, Kosten, Passgenauigkeit, Tragekomfort, Sicherheitsaspekte und regulatorische Fragen. Fortschritte in Materialien, Antriebstechnik, Sensorik und KI-gestützter Steuerung treiben die Entwicklung weiter voran.