In der Welt der Prothetik und humanoiden Robotik könnte eine bahnbrechende Entwicklung aus der Schweiz bedeutende Veränderungen einläuten. Forscher der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit Inkbit, einem Start-up des MIT, haben eine Methode zur schnellen Fertigung flexibler, menschenähnlicher Gliedmaßen entwickelt. Ihr Erfolg demonstrieren sie mit 3D-gedruckten Roboterhänden, die Sehnen, Bänder und Knochen aus verschiedenen Materialien enthalten.
Neue Materialien für eine flexible Zukunft
Das Besondere an diesem Durchbruch ist die Verwendung langsamer aushärtender Thiolene-Polymere anstelle der bisherigen schnellhärtenden Polyacrylate im 3D-Druck. Diese neuen Materialien besitzen laut Thomas Buchner, einem Doktoranden der ETH Zürich, ausgezeichnete elastische Eigenschaften und kehren nach dem Biegen schneller in ihren Ursprungszustand zurück. Diese Flexibilität erweist sich als entscheidend für die menschenähnliche Beweglichkeit der gedruckten Gliedmaßen.
Vom 3D-Druck zur Robotik und Prothetik
Ein weiterer Fortschritt liegt in der Anwendung von 3D-Laserscantechnologie, die es ermöglicht, die Druckprozesse zu beschleunigen und weichere Materialien zu integrieren, ohne dass Nachbearbeitungen nötig sind. Dies eröffnet neue Möglichkeiten in der additiven Fertigung von Robotern und Prothetik, insbesondere für den Einsatz in der Interaktion mit Menschen und der Handhabung zerbrechlicher Gegenstände.
Globale Auswirkungen und Zukunftsperspektiven
Die Weltgesundheitsorganisation schätzte 2017, dass weltweit etwa 35-40 Millionen Menschen Prothesen benötigen, von denen jedoch nur etwa 10% Zugang zu dieser Unterstützung haben. Gerade in Entwicklungsländern, wo Konflikte häufig zu Behinderungen führen, sind die Kosten eine große Hürde. Die Fähigkeit, Prothesen schnell und kostengünstig mit 3D-Druck herzustellen – eventuell für nur 60 Dollar pro Stück – könnte hier eine entscheidende Rolle spielen.
Enabling the Future, eine Organisation mit einer Gemeinschaft von 40.000 Freiwilligen in über 100 Ländern, hat bereits Tausende von Händen und Armen kostenlos zur Verfügung gestellt. Dieses neue Verfahren könnte ihre Bemühungen erheblich unterstützen und den Zugang zu Prothetik weltweit verbessern.
Fazit und Ausblick
Das Team hat seine Arbeit unter dem Titel „Vision-controlled jetting for composite systems and robots“ im Journal „Nature“ veröffentlicht und plant, seine Druckfähigkeiten weiter zu entwickeln. Diese Innovation im Bereich des 3D-Drucks könnte nicht nur in der Medizin, sondern auch in der Robotik neue Maßstäbe setzen.
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