EMGRoll | Rollstuhlsteuerung ohne Hände

Intuitive Kontrolle eines Rollstuhls mittels hochauflösender Muskelsignale

Diese Studie befasst sich mit der Entwicklung und Erprobung einer intelligenteren Möglichkeit, einen Elektrorollstuhl zu steuern. Im Rahmen von EMGRoll kombinieren wir eine freihändige Steuerung mit intelligenter Rollstuhlunterstützung: Die Nutzerin oder der Nutzer gibt Bewegungsabsichten über kleine Muskelsignale der Beine ein, während der Rollstuhl mithilfe seiner Sensoren die Umgebung erfasst und so eine sicherere Fortbewegung unterstützt.

Die Grundidee ist einfach: Selbst wenn keine sichtbare Beinbewegung mehr möglich ist, können dennoch geringe Muskelsignale vorhanden sein. Mit einem kleinen, tragbaren und nicht-invasiven Sensor am Bein messen wir diese Aktivität und übersetzen sie in Steuerbefehle für den Rollstuhl.

Dieser Ansatz kann Menschen helfen, denen die Bedienung eines Joysticks Schwierigkeiten bereitet. Er kann auch für Rollstuhlnutzerinnen und -nutzer von Nutzen sein, die ihren Rollstuhl bereits selbst steuern können, da ihre Hände dadurch frei bleiben für alltägliche Tätigkeiten wie das Öffnen von Türen, das Tragen von Gegenständen, das Telefonieren oder die Interaktion mit anderen Menschen.

Die intelligente Unterstützung kann dem Rollstuhl helfen, auf die Umgebung zu reagieren, indem er beispielsweise Hindernisse berücksichtigt oder eine gleichmäßigere Bewegung ermöglicht. Ziel ist es nicht, der Nutzerin oder dem Nutzer die Kontrolle zu nehmen, sondern die Rollstuhlsteuerung sicherer, einfacher und komfortabler zu gestalten – ein Schritt in Richtung eines intelligenten Rollstuhls, der die Absichten der Nutzenden versteht und so zu einer selbstständigeren Mobilität im Alltag beiträgt.

Ziele der Studie

Erfassung der Muskelaktivität

Mithilfe eines kleinen, tragbaren und nicht-invasiven Sensors am Bein messen wir die verbleibende Muskelaktivität während versuchter Beinbewegungen. Dabei möchten wir herausfinden, wie viel Aktivität noch vorhanden ist, wenn die Beinbewegung aufgrund einer Lähmung oder anderer neuromuskulärer Erkrankungen eingeschränkt oder nicht sichtbar ist.

Erkennung der Bewegungsabsicht

Mithilfe künstlicher Intelligenz erkennen wir deine Bewegungsabsichten anhand der gemessenen Muskelsignale. In dieser Studie untersuchen wir, welche Steuerungsabsichten für den Rollstuhl sich aus deiner Unterschenkelmuskulatur ablesen lassen – beispielsweise Anfahren, Anhalten oder Richtungswechsel.

Rollstuhlsteuerung

Nachdem wir deine Bewegungsabsichten erkannt haben, prüfen wir, ob sie sich sicher und zuverlässig für die Rollstuhlsteuerung nutzen lassen. Ist dies möglich, übersetzt das System sie in Steuerbefehle, sodass du unseren Rollstuhl über die Muskelsignale deiner Unterschenkel steuern kannst.

Was dich erwartet

Erstkontakt: Information und Orientierung

Nachdem du uns telefonisch oder per E-Mail kontaktiert hast, vereinbaren wir ein kurzes Online-Treffen über Microsoft Teams. Wir stellen dirdie Studie vor, erläutern den Ablauf und besprechen, was eine Teilnahme für dich bedeuten würde. Gemeinsam planen wir auch den Studienort: In der Regel finden die Sitzungen in unserer Forschungsumgebung in Erlangen statt, in ausgewählten Fällen – beispielsweise über Partnerkliniken oder Krankenhäuser – können wir jedoch auch zu dir kommen. Du hast außerdem ausreichend Zeit, alle deine Fragen zu stellen.
Sitzung 1: Messung der Muskelaktivität

In der ersten Sitzung messen wir die Muskelaktivität deines Unterschenkels mithilfe eines kleinen, tragbaren und nicht-invasiven Sensors. Du wirst gebeten, verschiedene Bewegungsabsichten der Beine auszuführen, während wir deine Muskelsignale aufzeichnen. Die Messung ist schmerzfrei und erfordert keine sichtbare Beinbewegung.
Analyse deiner Signale

Nach der ersten Sitzung werten wir die aufgezeichneten Daten aus und prüfen, ob sich aus deinen Muskelsignalen eindeutige Bewegungsabsichten erkennen lassen. Über das Ergebnis werden wir dich informieren.
Sitzung 2: Training mit dem Rollstuhl

Wenn deine Muskelsignale ausreichend zuverlässig genutzt werden können, vereinbaren wir einen zweiten Termin. In dieser Sitzung testest du unseren Rollstuhl und versuchst, ihn über die Muskelsignale deines Unterschenkels zu steuern. Je nach Studienbedingung kannst du zudem die intelligente Rollstuhlunterstützung ausprobieren, bei der der Rollstuhl mithilfe seiner Sensoren dazu beiträgt, das Fahren sicherer und einfacher zu gestalten.

Feedback, Sicherheit und Datenschutz

Ihr Feedback ist uns sehr wichtig. Wir werden Sie fragen, wie sich die Steuerung anfühlt, wie einfach sie zu bedienen ist und was verbessert werden könnte. Die Studie wird vom Forschungsteam betreut, und Ihre Daten werden vertraulich behandelt und ausschließlich zu wissenschaftlichen Zwecken verwendet.

Wer kann an der Studie teilnehmen?

Du passt gut zu unserer Studie, wenn die folgenden Punkte auf dich zutreffen:

Du bist zwischen 18 und 85 Jahre alt.
- Du nutzt einen Rollstuhl, entweder täglich oder nur gelegentlich.
- Du hast eine Lähmung infolge einer Rückenmarksverletzung, eines Schlaganfalls oder einer anderen neuromuskulären oder neurologischen Erkrankung, eine Amputation oder eine andere Bewegungseinschränkung.
- Du hast Interesse daran, ein freihändiges Rollstuhlsteuerungssystem zu testen.
- Du bist motiviert, zur Entwicklung eines intelligenten Rollstuhls beizutragen, der künftig eine selbstständigere Mobilität ermöglichen könnte.
- Du kannst an der Studie in Erlangen teilnehmen oder – in ausgewählten Fällen – an einer unserer Partnerkliniken bzw. Partnerkrankenhäuser.