Was ist Biomechatronik?
Biomechatronik ist eine Technologie, die Biologie, Maschinenbau, Elektronik und Mechanik kombiniert, um therapeutische, assistive und diagnostische Geräte zu erforschen und zu konstruieren, die potentiell dazu verwendet werden können, menschliche physiologische Funktionen zu kompensieren und schließlich zu ersetzen. Die Technologie konzentriert sich auf die Interaktion zwischen der menschlichen Physiologie und elektromechanischen Geräten oder Systemen zur Nachahmung des menschlichen Körpers und umfasst daher Bereiche wie Neurowissenschaften und Robotik.
Die Technologie hat endlose Möglichkeiten eröffnet, da biomechanische Geräte in der Lage sind, die Funktionalität von menschlichen Organen und Gliedmaßen zu ersetzen. Schrittmacher und Defibrillatoren gelten als frühe Beispiele.
Die Biomechatronik ist stark abhängig von der Verbindung mit dem menschlichen Körper, um sich mit Muskeln und Nerven zu verbinden. Die Schnittstelle ermöglicht es dem Benutzer, Informationen vom Gerät zu senden oder zu empfangen, wodurch eine Rückkopplungsschleife für eine bessere Steuerung ermöglicht wird. Damit die Schnittstelle passiert, misst ein mechanischer Sensor Informationen des biomechanischen Geräts und leitet die Nachricht an einen Biosensor oder Controller weiter.
Ein großer Teil der Analyse befasst sich mit der Untersuchung der menschlichen Bewegung aufgrund ihrer Komplexität. Biosensoren erkennen, welche Bewegung ein Mensch zu tun beabsichtigt und leiten die Informationen an einen Controller weiter, der sich entweder innerhalb oder außerhalb des biomechanischen Geräts befindet. Controller interpretieren die Informationen und liefern sie an einen Aktor. Abgesehen von der Übermittlung der empfangenen oder gesendeten Informationen sind die Controller für die Bewegungen eines biomechanischen Geräts verantwortlich. Nach dem Empfang von Anweisungen erzeugen die Aktuatoren dann eine Bewegung. Der Aktuator kann den Benutzer dabei unterstützen, sich zu bewegen oder ein tatsächlicher Ersatz des ursprünglichen Muskels oder der ursprünglichen Extremität des Benutzers zu sein.
Trotz der Nachfrage kämpft die Technologie aufgrund ihrer hohen Kosten im Gesundheitsmarkt. Biomechatronische Geräte haben immer noch Probleme mit der Batterieleistung, der Notwendigkeit einer konstanten mechanischen Unterstützung und Benutzerfreundlichkeit, da die meisten noch neurale Verbindungen zwischen der Prothese und dem menschlichen Körper benötigen. Die Technologie ist noch nicht weit genug fortgeschritten, um eine richtige Mensch-Maschine-Schnittstelle zu ermöglichen.