Der Podcastbeitrag des Mobile Media & Communication Lab der FH Aachen diskutiert Exoskelette als robotergestützte Systeme, die Menschen physisch unterstützen. Unterschieden werden aktive Systeme mit Motoren und passive mechanische Varianten. Sie fungieren als Schnittstelle, die menschliche Intelligenz für Entscheidungen nutzt und fehlende Kraft oder Mobilität ausgleicht, anstatt vollständige Autonomie anzustreben. Ein Gast, Nodylberg, schildert seinen Weg von der Inspiration durch den Film "Iron Man" über Teilnahme bei "Jugend forscht" bis zum Studium der Mechatronik und der Unternehmensgründung zur Kommerzialisierung von Exoskeletten. Professor Stefan Kahlwald betont die Bedeutung der Faszination für Technik und interdisziplinärer Ansätze in der Ausbildung. Sicherheitsaspekte werden hervorgehoben: Exoskelette sind schwächer als der Mensch, überschreibbar und unterliegen regulatorischen Vorgaben, was Risiken minimiert. Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf prädiktive KI-Algorithmen zur Leistungssteigerung und den Einsatz in medizinischen Bereichen, wie der Mobilitätsunterstützung für Querschnittsgelähmte, wobei jedoch verantwortungsvoll mit Technologie umgegangen werden muss. Anwendungsfelder reichen von der Industrie bis zur Pflege, um körperliche Belastungen zu reduzieren.
Zwischen 1 und 0. Ein Podcastbeitrag des Mobile Media & Communication Labs der FH Aachen, das Forschungslabor für nutzerzentrierte Software und Innovationsentwicklung. Viel Spaß mit dieser Ausgabe. Ja, schön, morgen, heute soll der Podcast sich mit dem Thema ExosKletz beschäftigen. Ich habe dazu ein paar tolle Teilnehmer heute dabei, meinen Kollegen Stefan Kahlwald und den Nodylberg. Ich würde einfach beide bitten, sich kurz vorzustellen. Nodylberg, gerne. Ich bin Nodylberg. Ich habe an der FH Aachen, mich ertronig studiert, damals im Bachelor, danach den Maßseiten hinter den Händen gegangen und habe dann in der Hochschule gearbeitet und letztes Jahr im Unternehmen gegründet, um ExosKletz zu kommerzialisieren. Deswegen bin ich hier. Stefan Kahlwald, ich bin seit 2011 Professor hier an der FH Aachen für Robotik und Automatisierungstechnik. Ich bin ganz happy, dass ich den Nodylberg relativ frühzeitig im Studium entdeckt habe. Aber er hatte sich an sich selber entdeckt. Der Kampf zu mir und wurde als erstes in die Robotik und da entsprechend als Tutor, als wissenschaftlicher Hilfskraft arbeiten. Das war dann sehr erfolgreich, ich muss ich sagen, und begrüße also auch wirklich seinen Engagement und was daraus geworden ist. Ein obvorwöhnige Geschichte eintauchen, vielleicht mal ganz kurz, was ist eigentlich ein ExosKletz? ExosKletz sind Stütztrukturen, die ja Menschen angebracht werden und die der Menschen unterstützen bei körperliche Anstrengentätigkeiten. Es gibt aktive Systeme, das heißt mit Elektronik, mit Motoren, die auch Energie einbringen können über einen Akku zum Beispiel und es gibt passive Systeme, die ausfedern, zum Beispiel bestehen. Also meist sind dann mit Bändern und Polz dann an Menschen angebracht und unterheben einem zum Beispiel hoch, wenn man sich nach vorne bückt oder heben die Arme hoch bei Überkopfarbeiten. Stefan, was hat das mit Robotik zu tun? Robotor stelle ich mir immer so was autonomes vor, wie bei R2D2 oder so. Was hat ein ExosKlet mit Robotern zu tun? Genau, da ist es eigentlich auch so der Standardrobotikansatz, aber ExosKletz ist natürlich wirklich genau die Schnittstelle zu Menschen. Also du kannst halt viel, viel, viel autonom zu machen als auch in den Robotern kinematiken, aber dann muss man tatsächlich den Robot dann immer viel Intelligenz beibringen. Und die ist natürlich bei Menschen eigentlich schon vorhanden, deswegen kann man natürlich auch ganz genau den Menschen unterstützen. Und da ist genau so die Schnittstelle, die hochgradig interessantes. Und die wir uns eigentlich in der bisherigen Forschung nicht besonders intensiv gekümmert haben. Wir haben also viel probiert, autonom mit Robotik zu machen. Kommt aber eigentlich relativ schnell an die Grenzen, wenn man sich wirklich schwierige Situationen vorstellt, wo der Mensch Entscheidungen trifft, sehr, sehr schnell und sehr, sehr effizient, sieht man mit einem autonom fahren. Jeder redet über das autonomen Fahren, aber es gibt noch keine wirklich Autos, die ich hier in Deutschland kaufen kann. Und wo ich, ich sage mal, nachts in der italienischen Kleinstadt durch die Gegenfahren kann, weil da, dann wird also tatsächlich noch der Autofahr gebraucht werden. Das heißt, der Mensch bestimmt nach wie vor das, was es getan wird. Und ich würde eigentlich dabei mechanisch geholfen, um fehlende Kräfte oder fehlende Mobilitätsmöglichkeiten zu unterstützen. Genau, ja. Und der Linkzorobotik kommt halt vor allen Dingen bei den aktiven Exos geletten. Also wir haben Antriebe dort an den gelenkenen des Menschen positioniert. Und die Antriebe sind ja sehr, sehr ähnlich zu dem, was wir in der klassischen Robotik auch verwenden. Und die Steuerung ist auch sehr ähnlich zur Robotik. Und letztendlich ist es bei den aktiven Systemen, einen Roboter, den man sich ja, den man sich zum Beispiel ans Bein schnallt. Und deswegen fallen aktive Exosglädte schon sehr stark unter die Robotik. Und das ist auch zum Beispiel von den Normungen, fallen Exosglädte unter persönlicher Assistenzroboter. Also viele Leute aus der Exosglädte wollen, dass sie so nicht wahrhaben, weil es halt Implikationen mit sich führingt. Ja, exosglädte aktive, sind Teil der Robotik auf jeden Fall. Eno, als ich, oder Stefan, ich werde Träumen immer von Studenten, wenn man Studenten malen konnten, dann träumen wir uns immer welche, die mit tollen Mathematik vorkenntnissen kommen, die mit Herzblut zu einem bestimmten Thema kommen. Und so weiter. Also jeder hat so eine bestimmte Vorstellung, wenn sich Studenten wünscht und ich kann, nicht hofft, dass stimmen wir über einsteffern. Wir haben eine Menge Supa Studenten bei uns, das macht riesen Spaß mit den jungen Menschen zu arbeiten, den irgendwie die Zukunft aufzuschließen. Bei deiner Geschichte war ich aber besonders fasziniert, es war von Jugendforce die Rede. Das heißt, du bist eigentlich schon als Exosglädt-Spezialist, der hergekommen, oder erzähl mal ein bisschen was über deinen Jugendforceteil. Also, willst du die ganze Geschichte hören? Weil die Ässer-Sie sind unter zwei Stunden hier schon? Ja, das ging mich schnell hin. Angefangen hat das ganz witzigerweise damals mit dem Kinofilm "Iron Mine 1". Und da war ich, weiß ich nicht, weil ich da 14 oder so war. Und ich habe den gesehen und bin mein Bruder reingang, ich habe gesagt, ich glaube, wenn ich ja aus dem Kinofilm rausgehe, dann will ich so einen Ding bauen. Und das war als auch so und danach habe ich angefangen, so ein überlegte man sowas machen kann. Das ist natürlich als 14-jähriger als Schüler komplett utopisch. Aber dann kam irgendwann Jugendforce und habe ich gesagt, das ist doch eine Chance, einmal so ein Prototyp mal aufzubauen. Und dann habe ich wirklich so ein Exosglädt-Arm gebaut, auch wirklich aktiv Angetrie, mit Sensorik. Und habe das bei Jugendforce ausgestellt. Es ist massiv in die Hose gegangen, weil ich halt nur auf Ergebnisse geguckt habe, dass das Ding funktioniert und nicht auf die Wissenschaftlichkeit. Also in der Regionalrunde wurde ich nicht mehr auf einen dritten Platz, weil die haben den Lehrgelassen und ich bin auf dem Viergen gekommen. Und dann war ich sehr frustriert und dann habe ich irgendwann weiter gemacht und habe dann erst recht gesagt, dass ich dann Exosglädte bauen möchte und habe dann natürlich realisiert. Wenn ich Exosglädte bauen will, braucht ich vielleicht auch ein bisschen mehr Wissenschaftswissen und auch ein bisschen mehr Fachwissen. Und dann habe ich die Prochiere gesehen von der Fahre, da steht drin, ich hatte Tronik, intelligente Protesen und dann bin ich hier gekommen. Und dann habe ich dann im Studium weiter gemacht, damals dann Bachelorarbeit über das Thema geschrieben und dann im Master und so hat sich das so durchgezogen. So ist es angefangen. Also es sind jetzt knapp, ich glaube es sind jetzt 16 Jahre. Stefan, wir geht im Studiengang auf so eine Thematik ein. Habt ihr einen speziellen Studiengang, der sich damit beschäftigt. Wie greift ihr solche Leute ab und wie holt ihr auch solche Leute rein, die ja jetzt offensichtlich mit sehr unterschiedlichen Voraussetzungen in den Ornstudiengang reinführen? Ja, ja. Also Hauptsache ist die Faszination erst mal einer Technik. Das ist ganz klar. Also wenn er dann jemand hat, wie er noch, der natürlich alles auch das Wissen aufsorgt, wie so ein Schwamm. Und dann und selber dann sich auch weiterentwickelt und du siehst genau, wie er sich in viele Sachen reinstürzt und du kannst ihn mal noch helfen. Vielleicht mit ein paar mehr Grundlagen oder mit ein paar mehr Erweiterung des Vorhandenwissens und auch schon der Vorkenntnis und du siehst, dass er auf fruchtbaren Boden fällt. Dann ist er natürlich einfach dann macht riesig Spaß. Also da verzeiten man auch gerne, wenn da mal mathematische Grundlagen fehlen oder so was ich aber gar nicht. Also das ist jetzt gar nicht mal enden. Das ist doch mal angebracht. Aber da muss einfach sagen, war enden, was wirklich so, dass er sich da auch wirklich gerne draufgelegt hat und genau in diesem Bereich dann eben auch noch genau gesehen hat. Und auch da bräuchte noch was und dann auch weiterentwickelt hat und inzwischen ich glaube bei elektrischen Antrieben ist ja bei weitem Fitter als ich. Also gerade in mich hat Ronikbereich da arbeiten wir auch mit euch sehr eng zusammen. Gerade in der Elektronik und Maschinenbau. Da ist ja genau das Thema, wie man wo der eine Maschinenbau hat. Du hast nicht mehr den Standardmaschinenbau wo noch konstruiert wird, sondern du hast immer irgendwie eine Elektronik dabei, immer noch irgendwie einen Antriebung, irgendwie eine Intelligenz und das macht natürlich die Faszination aus. Also deswegen glaube ich ist da er tatsächlich genau so ein paar Radebeispiele eigentlich dafür zwischen den Disziplin genauso Weg zu finden und sich da einer Mechanronik einzufuxten. Und wie gesagt, gleich am Anfang war bei uns als Studentische Hilfskraft. Da kann ich eigentlich auch nur den begeisterten Studierenden dann empfehlen, weil sie halt direkt mit uns zusammenarbeiten. Und sie arbeiten dann Forschungsprojekten mit selbst wenn sie mal ein paar Skripte nur kopieren müssen. Aber sie sind mit dabei, sie wissen aber hier zu. Und da ist bei weitem besser als vielleicht in der Kneipe zu jobben. Obwohl man da noch mal mehr Leute können vielleicht oder aus. Aber es ist tatsächlich hier, es ist er nur wirklich, ich meine starbelt ja auch so ein bisschen tiefer, aber bei Robotikwettbewerben bei internationalen dabei waren sogar auf MB-Zirk, war so einer der größten Weltwald-Gruisten Robotikwettbewerbe. Und das als kleiner FH an einer Wand, also wirklich nur die richtigen Schwergewicht, die weltweiten Schwergewichte, so wie Karne-Gymellen-Universität und so. Und dann bist du auf einmal auf Augenhöhe mit diesen Superperformen und einen Siehst du auch. Die sind versuper, aber wir kochen auch mal Wasser an der Ehe, und wir können da auch mitmachen. Also deswegen und diese Faszination rüberzubringen, glaube ich, da kann man wirklich mit den motivierten Studenten super machen. Also wir haben da schon genug Leute, die da richtig gut sind. Ich spring so ein bisschen, weil wir merken, wir müssen mit unserer Begeisterung ein bisschen haushalten. Wir können es dagegen seit ich in den Waren reden. Die Geschichte ist ja zu schöner Wart sein, auch dass du beim Forschen erst abgewahrtst worden bist. Und dann aber gemerkt, dass Mensch so ein bisschen Grundlagen und deine Begeisterung ist, dass am Ende eine Superkombi, ich komm doch noch mal auf Exuskletz zurück. Wie funktioniert das eigentlich? Das Ding muss ja irgendwie merken, wenn ich mir Vorschläß ist, ist es an mir angeschnell. Und dann muss ja irgendwie merken, was ich will. Stefan hat eben gesagt, so dass Autonome, die Intelligenz steckt, vermuten wir manchmal vermuten, weil da auch zu unrecht, vermuten wir eigentlich bei Menschen sozusagen. Aber wie kriegst das Ding mit, was ich eigentlich machen kann? Das ist ein interessanter Punkt, weil es gab in der Forschung viele Ansätze, um genau das rauszufinden. Aber wir müssen ja irgendwie den Roboter, dem ich anhaben, quasi sagen, wie bewege ich mich. Und wir haben dann versucht in den letzten 20 bis 60ern, also schon lange her, quasi selber, dass der Roboter, wie gesagt, bei klassischen Roboter macht das. Das ist aber nicht praktisch. Und was ich rausgestellt habe, was funktioniert, ist, dass der Roboter letztendlich quasi einfach nur der Bewegung folgt. Und was wir zum Beispiel bei uns machen und was uns aus dem Bissen unterscheidet von anderen ist es wir da nochmal schritt.
Wart er gehen und das Exosklet ist, wir sprechen davon transparent, das Exosklet bewegt sich einfach mit ein Mit und berechnet durch die Immersionarme quasi die Kräfte, die Momente überall und prägt sie selber auf. Das heißt, das Exosklet misst quasi einige hundert Mal die Sekunde, wie viel Kraft, ich letztendlich brauche mir wieder aufzudrücken und dann kann ich selber einstellen, wie viel Prozent davon möchte ich jetzt das Exosklet übernimmt und da muss ich selber weniger machen und so funktioniert's. Woher weiß das Exosklet, wann gut ist? Also ich stelle mir, ich hätte halt immer Sorge, dass das Ding mich einfaltet oder irgendwas. Ja, ihr genau, das ist witzigerweise immer das erste, was wir, womit wir konjunktiert werden, dass Leute Angst haben, dass das Beinig mehr von durchgebogen wird. Aber das ist nahezu folgentlich unbegründet, aus mir, also es ist mehrere Gründe, warum das unbegründet ist. Der erste ist, es geht mich an der Schnecht. Das Exosklet, der wie die Freiz, gerade das Exosklet sind immer geringer als die des Menschen. Das heißt, das Exosklet kann mich alles gar nicht irgendwas machen, was ich nicht möchte. Der zweite Punkt ist, wir müssen natürlich, wir sind in Europa, wir haben eine haufen regulatorische Anforderung, auch an Exoskleten, auch wohl sie es noch nicht gibt und zum Beispiel ist es so, dass du das Exosklet immer überschreiben kannst. Also so kannst immer dagegen ankommen, das Exosklet ist nicht stärker als du. Es gibt Exosklete bei die Stärkassen, als man selber, die sind aber nahezu nicht zulassbar. Beziehungsweise wenn dann kann man damit nur auf ebener Fläche ganz langsam gehen. Also es ist nicht praktikabel bei uns. Und diese ganzen Sicherheitsfunktionen führen dann dazu, dass das eigentlich nie halt so nicht passieren kann. Es gibt natürlich kritische Fälle. Vor allen Dingen ist es bei Exoskleten für unschrückte Rettunggebung zum Beispiel, wenn ich eine Treppe hoch gehe oder runter gehe. Da wird es dann in der Risikoanalyse auch schwierig, aber da kann es schonmal passieren, dass der Motor ein bisschen was anders macht, als ich erwarte, gleichgewicht verlieren und so. Das ist ein Risiko, aber dieses Glas ist ein Risiko, was man sich vorstellen wird. Das Knie wird jetzt auch vorne durchgebogen, was die Leute als erste kommen oder der Oberkörper wird umgedreht. Das ist bei den Exoskletten, bei die wir gerade sprechen, ja, kein Problem. Ich darf mal wütze ich die Intelligenz irgendwann doch auch wieder von Menschen wegvorlang an, dass die Dinge vorausschauend werden oder wie kann ich mir das vorstellen? Wie kriege der Mensch damit was das gerät will? Das kann man sich ja, also der Sacher hat schon der Mensch kann es überschreiben, weil der Mensch heute kräftiger noch ist als das Exoskletz. Ich glaube, ein bisschen so kann man sich so vorstellen, wir bei Autos nicht. Ich glaube, die Bremsen sind auch immer stärker als der Motor. Ja, umverfaktor drei. Wie kann ich mir das mit dieser, wenn dann doch die Intelligenz in die Maschine waren, wie kann ich mir das vorstellen, wie dann die Interaktion erstatt findet? Ja, das ist natürlich schon sehr gute Vorlage, also klar, Prädiction. Also wir können inzwischen natürlich viel mit ja Modellen, also in Ordinalnetzen oder anderen ja reichen aus dem Machine Learning, also aus der KI. Können wir natürlich schon eine Prädiction machen? Also wenn du auch schon viel mit End und Überdiskutiert, wenn du zum Beispiel alle Sensoren abfragst, dann kristooja eine Idee, wie sich der Mensch bewegen will oder wird und kannst im Grunde in der Anfangsphase schon erkennen, okay, der will jetzt meine wegen den Arm heben und Fenster öffnen oder irgendwie so. Also wir können ja anhand von Modellen schon, was ich vorher sagen, zum Beispiel also Bewegungen, wie also von Bildern zum Beispiel kannst du ja schon ganz viel zerlegen in einzelne Arbeitsphasen. Du kannst arbeiten mit sogenannten Digital Motion Primitives, DMPs, das sind so im Grunde, wie Basis-Wektoren von Bewegungen, also woraus du jede Bewegung zusammensetzen kannst und wenn man sich denn so ein Gang vorstellt, also beim Gehen, Humanoidorbeuter, da sind wir das schon relativ weit, also sieht man ja jetzt hier bei den ganzen, ob da jetzt Tesla ist oder hier Boston Dynamics und so weiter, der Atlas, da gibt es ja schon ganz, ganz ausgeprägte Gang-Algoritmik, also da heißt wie kann man stabilen Gang generieren und das kannst du im Grunde auch irgendwann später aufs Exosglät natürlich anwenden. Also da sind wir mit End und natürlich jetzt gerade am Diskutieren und gucken, ob wir da nicht mal ein Forschungsprojekt zusammen starten, das ist ja genau das, wo man eigentlich auch hinwählen, dass man eine Prädiction macht uns so und vielleicht sogar eine Rheer, einen vernünftigen Gang den Leuten beibringt, wenn die weil wir sich immer da beiden Nachschleppen unter all die Gelenkprobleme haben, dass sie den wirklich helfen kannst, wieder, ich sage ja zu gehen oder irgendwie vernünftig alt und weise der Bewegung dann durchzuführen. Und das ist halt irgendwie ein so natlose Übergang von dem wo wir jetzt gerade sind, das heißt wir folgen nur zu dem, was der Stefan gerade gesagt hat, wir brauchen, ich sage mal Algoritmen, die Gangsynthese betreiben, das heißt selber mit sich ausdenken, wie der Gang auszusehen hat und wie Bewegungen auszusehen hat, brauchen wir spätestens dann, wenn wir Querschnittsgelebte wieder laufen lassen wollen oder Leute mit MS, also Leute, die ihnen gar nicht selber in der Lage sind zu gehen oder es gleichgewicht zu halten. Und genau dann kommen wir komplett in die Robotik, weil wo unterscheidet sich einen Aktivis Exosglät für Querschnittsgelebte von einem humanischen Roboter und das ist quasi, da gibt es kein Unterschied mehr, weil der in das Exosglät muss auch von alleine aus laufen können. Es muss nur oben den Menschen noch mit tragen und dann haben wir quasi sind wir wieder genau in der Robotik, und das sind natürlich die spannenden Themen mit dem wir uns beschäftigen auch, wie geht es weiter. Also die prädektiven Algoritmen natürlich um die Performance zu verbessern, steht natürlich bei uns in die Produktentwicklung immer so ein bisschen, müssen wir so ein bisschen aufpassen, weil KI klingt immer toll und Leute bewirben Exosgläte mit KI, das ist aber eher, weil Exosgläten kein Verkaufsargument, sondern eine Red Flag, die hochgeht, weil eigentlich möchte ich nicht, dass irgendwas, wo ich gar keine Ahnung habe, wie es funktioniert, wie auf einmal in einem Bein steht stellen kann, weil ich auch weil ich auf einmal in den Edgecase finde, bewege ich mich so fünfe miteinander und dann auf einmal stellt mir das Exosglätmen bein. Das heißt, wir müssen so ein bisschen aufpassen, bei den Exosgläten, unseren Exosgläten, was wir damit mit den ganzen Algoritmen machen, aber das ist natürlich die Zukunft, um die Performance zu verbessern und B umhalt in den ganzen Medizinbereich reinzukommen. Ja, mir ist schon so ein paar Anwendungsfälle gehört, vielleicht machen wir einfach mal so ein Pinkbong, das wir immer mal so ein Anwendungsfall beschreiben. Also gerade war schon mal für mich ein wahnsinnig troller Anwendungsfall, wenn wir es schaffen würden, die im Bereich von Aufhebungen von Nachteilen irgendwie einsetzen zu können. Sonstige gibt sonstige Anwendungsfälle im Gesundheitsbereich? Ja, gigante Spiele. Man kann sich vorstellen, Exosgläte kann überall erst mal, also klassische Exosgläte, da eingesetzt werden, wo Menschen hohe körperliche Belastung haben und idealerweise für den Anfangs Einsatz auch, Lassung haben oder noch andere Faktoren dazu kommen. Zum Beispiel im Gesundheitsbereich ist es die Pflege, die die problematisch ist, weil auch der Altersstand für Töre ist, es gibt nicht genug Leute, die es machen können und da kann man sich jetzt nicht erlauben, dass die Leute ja einen Rücken kaputt bekommen, also sich kaputt machen und genau da können Exosgläte helfen, um zum Beispiel Patienten wieder anzuheben. Stefan, ihr macht ja viel so im Industriel in Umfeld, kannst du vielleicht mal ein paar Beispiels aus im Industriel-Umpfels sagen, wo man drüber nachdenken könnte, so Exosgläte einzusetzen? Ja klar, du kannst im Konjunktion ja viel mit mobilen Autonomsystemen, Social-Pasel-Delivery, Logistik und so weiter, aber allerdings gehst du dann immer davon aus, dass du eine sehr ähnoschung gesagt hast, strukturierte Umgebungen hast, wo du also ganz genau weißt, die teile Ministisch was passiert. Wenn du aber jetzt bei einem kleinen Mittelständler irgendwas anlieferst, dann ist die Rampel vielleicht irgendwo anders und dieses Autonom gefahren zu können, dann entladen werden. Und das ist zum Beispiel genau so eine Sache, wo du dann tatsächlich mit Exosgläten anfangen kannst, da war du eigentlich nicht davon ausgehen kannst, dass du das immer so ein riesen Logistik hab hast, wie dann bei DHL oder irgendwelchen anderen, die dann da tonnen umsetzen, sondern du hast halt immer irgendwo noch andere Voraussetzungen und du musst dann tatsächlich einen unstrukturierten Umgebung wieder arbeiten und da kannst du natürlich tatsächlich auf der einen Seite den Menschen unterstützen, und Exosgläten auf der anderen Seite dann den Interface programmieren zu, zum Beispiel autonomen, Roboter, die da dann zum Schluss den Containern nie antrücken. Ich gucke gerade auf die Uhr nicht umso sehen, wie viel Uhr wir haben, sondern um noch mal zu werfizieren, wir haben heute den achten Januar und wir haben jetzt alle die Zeit zwischen den Jahren hinter uns und dann machen wir ja immer irgendwas zu Hause und dann man nimmt sich mal ganz ja was vor und da kommt eine Frage vor mir, ich habe mal wieder Lampen aufhängen müssen über Weihnachten und dann arbeitsst du immer über Kopf und dann hast du irgendwann schwere Arme. Kannst du mir irgend oder kann einer von euch beiden mir Hoffnung machen, dass in absehbarer Zeit sowas so ein Komoditiv ist, dass man so was wie eine Bohrmaschine in der Garage liegen hat? Ja, also es ist, also genau, ich sprich es gerade schon an genau dieser Fall, die über Kopf arbeiten, sind auch der Use Case, wo Exosgläte jetzt schon angekommen sind. Also alle oder viele, die über Kopfmontage machen, Regiebsplatten aufhängen oder andere Sachen machen auf der Baustelle, viele von denen tragen auch jetzt schon Exosgläte. Meine Frage ging es mehr so in diesem Personatbereich, wann wird das so, so, so, sag mal mal, Du sprichest es vom blauen Bosch? Ich spreche jetzt vom Guten Bosch. Ja, okay. Also sie fragen, aber sie fragen was, ja, also wann werden Privatpersonen sich sowas, sie Privatpersonen nicht sowas leisten? Es ist halt eine Preisfrage und das müsstest du mir beantworten, wie viel Westerhör weiter für auszugeben, so ein Exosglät zu benutzen, weil genau das ist halt die Frage. Die es gibt dieses Thema auch von den großen Herstellern jetzt schon, das sind nicht diese Exosgläte, über die wir gerade sprechen, sondern das sind eigentlich nur, ich sag mal, 4 Aluminiumstreben und ein Expandergummiband, das ist das und genau deswegen sind die Systeme auch sehr verbreitet und in der Individuum, in der in Richtung unserem Handwerk sehr verbreitet und feiert nicht mit sich kosten günstig, aber guck, verhält nicht mit sich kosten günstig, heißt bei Exosglätten unter 1000 Euro für passive Systeme. So gibt es, kann man sich sowas kaufen von den nahemhaften europäischen Herstellern, das ist noch ein bisschen mehr, aber es geht in die Richtung und dann muss, dann ist halt die Frage, wie ist die Nachfrage? Ich bin mir ziemlich sicher, wenn du jetzt sagst oder viel mehr Leute sagen, das ist welche Probleme jetzt, dann wird das günstiger und dann wird das irgendwann so günstig.
Vielleicht sagst du, ich kauf mir das. Stefan, siehst du auch Nachteile, dass über die immer weitere Unterstützung von Menschen irgendwann auch deren Fähigkeiten nachlassen, dass man einfach die Muskeln auch nicht mehr einsetzen. Wir sehen, dass wir heute schon das unsere ganzen schönen Büro-Jobs einig dazu führen, dass wir alle vergützte Bauchmuskeln haben und so weiter. Siehst du da ein Problem? Und wie könnten wir das angehen? Oder kann vielleicht ein Exosglett dabei helfen? Wollt ich gerade sagen, du kannst natürlich Exosglett zum Fitness machen benutzen. Du kannst ja genau auch anders rekoppeln, sozusagen, dass zu bestimmte Bewegungen eben eher vielleicht sogar ein bisschen schwerer machst, um den Trainingseffekt zu erzielen. Also damit beschäftigen sich auch einige Kollegen, beziehungsweise Kolleginnen. Und mit intelligenten Fitnessmaschinen, und ich glaube da ist eine ganze Menge Anput-Denziehre ein noch dahinter, weil du ja eigentlich, du hast die Hardware und dann ist es eigentlich nur eine Frage der Software beziehungsweise, die sagen wir einem anderen, eine andere Firmen, weil die du aufspielt. Und dann ist das Ding eben nicht mehr unbedingt nur zur Unterstützung zu erzielen, sondern auch zur Trainingszwecken. Aber das natürlich recht, wir dürfen nicht fahl werden. Wir müssen irgendwie gucken, dass wir die Sachen natürlich vernünftig einsetzen. Aber dass selber hat man beim Auto, beim E-Fahrrad genau das selben. Also ich bin immer noch kein Fan vom E-Fahrrad. Ich fall immer noch standardmäßig, weil ich finde, es ist immer noch gut, mit einem normalen Fahrrad zu fahren. Also deswegen, ich glaube, das liegt tatsächlich dann in der Verantwortung des Benutzers. Und preislich, glaube ich, wird das sehr interessant. Also sie ist jetzt schon die Humanein-Roboter, wenn immer kostengünstiger. Und ich glaube, Exos-Gelett kann da genau diese Lücke füllen zwischen einem autonome Humanoiden, den du dann irgendwann vielleicht wie ein PC zu Hause hast, unterstützend System, was du selber noch kontrollieren kannst. Jetzt trennt sich ja der Weg so ein bisschen. Enno hat dann weiter an den Exos-Geletten gearbeitet und hat aber an der Hochschule andere Forschungsprojekte gemacht. In seiner Zeit, als Wissenschaftlicher, Mitarbeiter. Stärfe man vielleicht, sagst du mal, ein Satz dazu, welche Forschungsprojekte ihr dann so allgemein im Bereich Robotik macht, und wo vielleicht auch Enno mit gearbeitet hat. Wir haben ja ein so ein Kletterroboter gebaut, um Windenergieanlagen zu unterstützen, bzw. zu reparieren. Und da hat Enno natürlich ganz wesentlichen Aspekte konstruiert und die mechanonischen Komponenten ausgewähnt. Und alles eigentlich zum Laufen gebracht. Also ganz toller Arbeit. Da war allerdings ein riesen Ding dann zu schuss, der Smart, der ist dann also ganze Windenergieanlagen-Türme hochgefahren. Und 28 Meter durchmesser. Also es ist ein so gigantisches Ding gewesen, dass wir mehrere autokrane brauchten, das ist zu installieren. Das war absolut absolut. Aber da sind natürlich auch genau so eine Aspekte auch wieder dabei. Vielleicht kann man den auch wieder um klein-sgarliger bauen und einiger Aspekte davon ja vielleicht auch aus dem großen System extra hier. Da waren nämlich zum Beispiel die Diagnose, aber auch der Transport der Rotorbleit der wir planen. Und wenn in natürlich so ein Rotorbleit transportieren willst, muss da den riesen Großen sein. Wenn du aber nur Diagnose machen möchtest, dann kannst du kleinere schlankere Systeme bauen und da hat Enno auch viele Ideen entwickelt, so von magnetischen Kleimbannen. Und also das war also tatsächlich auch da eine Art Diagnose machen können und einen Maintenance und eine Aufnahme. Also da in diesem Monitoring Aspekten haben wir viel gemacht. Ja, denn haben wir sind verviel geflogen, viele autonome Fliehende-Systeme, also ULVs, Anwend-Ari, Vehicles oder Volksmunt, auch Drohnen zum Feuerlöschen gebaut zu irgendwelchen anderen Sachen, wo man an den Wettbecken hat. Und auch mit dabei, also wir haben da wirklich schon ziemlich großen Aspekte in Landwirtschaft. Enno hat sich dann tatsächlich jede Menge seiner Stunden dann in die Landwirtschaft gesteckt, nämlich die Agrarobotik. Das ist auch nur ein spannendes Thema, da wird auch immer mehr, wir haben heute gerade den Bauern, ich bin nicht streik, aber die Blockade, jeder meckert auf die Landwirte, aber im Grundehmensensschnitt, die Leute, die unsere Nahrungsmittel produzieren, also die müssen wir irgendwie unterstützen. Und diese werden auch immer weniger auf dem Feld und die Arbeit wird nicht unanstrengener. Da können Exusgelette mit Sicherheit auch Erntehelfer, wir erinnern uns noch Spargelernte in der Corona-Zeiten, da wurden dann alle gesagt haben, "Oh, wir haben keine. Ja, es gibt keinen Spargel mehr, weil wir keine Leute haben." Und dann haben wir tatsächlich auch viele Anfragen für das autonome Ernten bekommen, aber auch da sind eigentlich eher, glaube ich, weil so eine Spargelernte ist echt schwierig. Da kann man, also als ungelärnte Arbeiter, da muss er echt genau gucken, wo du diesem blöden Spargeler piegst. Und da können Exusgelette zum Beispiel auch durch eine Unterstützung sein oder beim "Ich glaube Salata" liegen die auch so halb auf diesen Auflegern, wenn die dann so Salate flücken und so. Und da gibt es jede Menge Sachen, wo wir auch tatsächlich in einer Agrarrobotik unterstützen können. Und dann haben wir das auch schon wieder rausgemacht, weil hat das Gefühl, die Zeit ist Reif für ein Unternehmen? Ich habe es schon schon gemacht, sondern Fachabimittener, Kaufminischen, Ausbildung. Weil ich wusste genau, wenn das mir irgendwann zu gut gekommen wird. Und dann, wenn ich schon klar, ich möchte eigentlich ein die FV-Gamer ein bisschen angewandter ist. Und das war die Vorbereitung. Ich war immer so ein bisschen hier und da ein bisschen selbstständig nebenbei aktiv, zum Beispiel etwas gefilmt. Und da haben wir verschiedene Sachen gemacht, die mich interessiert haben und habe so ein bisschen kleine Selbstständigkeit dazu genutzt, das zu finanzieren, was ich an teuren Hobbys habe oder hatte. Und genau, dann haben wir angefangen, wir glaube ich, 2017 damals mit Agrarrobotern. Das war das erste. Und dann hatten wir eine Warsch und auch da, wir hatten zwei Kollegen auch an der Hochschule, die da auch richtig mitgezogen haben. Und das war das erste, wo wir wirklich gesagt haben, wir entwickeln jetzt was, aber halt nicht nur um es in Schrank zu stellen, sondern damit es wirklich nachher, was jemanden mehr wird bringt. Das Agrarrobot existieren auch noch, die werden in Krefeld wirklich erfolgreich auch, gibt es auch eine erfolgreiche Firma. Ich habe dann irgendwann immer gemerkt, dass es wirklich die Exoskelete sind für die ich immer gebrannt habe und dass ich damit das einfach mehr meine Welt ist und dann habe ich eben gesagt, okay, wenn es in irgendwann Zeitpunkt gibt dann jetzt und dann habe ich gesagt alles darauf und da angefangen mit den Exoskeleten, wenn mein Vater in der Schmiede erst ein Prototypen gebaut. Gott sei Dank, das Glück. Und dann habe ich dann auch alles gemacht und dann irgendwann noch Schweißgeräte gekauft, weil das erste Exoskelet war komplett aus Stahlrohren geschweißt. Genau und so hat sich das dann ja, ergeben, das ist dann immer weiter gegangen. So das ist jetzt, ja, es ist exoskellisend extrem schwierig, also wirklich extrem extrem schwierig zu entwickeln, aber das ist jetzt wirklich so langsam losgeht auch in die kleinen Serie. Wir gucken in Deutschland ja immer so gerne über den Teich, wenn es um Gründer geht. Wir sagen immer im Silicon Valley da ist so ein ganz anderer Gründergeist und so. Was würdest du jetzt als Jungunternehmer Deutschland empfehlen, um genau diese Schwindigkeit hochzusetzen, um Dinge aus der Schublade auf die Straße zu bekommen? Was würdest du empfehlen oder sagst du, oh, eigentlich alles wunderbar? Natürlich habe ich immer was zum Mekkanen, das gehört ja so ein bisschen auch zum Grund, zum deutschen Ton. Ich denke, das, was am ehesten hindert, ist vielleicht gar nicht das, was man denkt, was am ehesten hindert. Was am ehesten hindert, ist die Einstellung, die allgemeine Einstellung zu innovativen Themen. Und zwar das das Problem, dass das Leute, wenn wir mit so einer innovativen Technik kommen, die vielleicht doch noch gar keinen Markt hat, weil es ihm so Produkt noch nie gab. Dann kommen wir irgendwo hin und dann heißt es, ja, wer setzt das denn schon ein? Wie sieht es denn da aus? Was sind ihre Referenzen? Wie ist denn das und das und das? Stattdessen und das, vielleicht auch der vielleicht der Amerika, wenn sich dort etwas abzeichnet, das ist mehrwert bringt. Und wenn es klar ist, dass es ein Problem gibt, dann sagen die ja, let's do this, wir machen das jetzt. Und diese Motivation oder die Risikobereitschaft, die Risikobereitschaft grundsätzlich, die Risiken einzugehen, neue innovative Technik einzusetzen. Und genau wissen, es ist ein Problem, die Leute wissen aktuell natürlich, demografie. Das ist gigantisches Problem. Gleichzeitig Fachkräftemangel. Wie will man das schaffen ohne Exosgeläte? Und das ist, also das Absieber ist sehr mark gigantisch wird. Die Leute sind sehr zögerlich, weil in Deutschland, und das ist, das ist, denke ich, der größte Schwierigkeit, denke ich, in Deutschland innovative Technik auf den Markt zu bringen. Und das ganze spiegelt sich natürlich auch in der Finanzierung von diesen Projekten wieder. Also auch die Risikokapitalgeber in Deutschland sind deutlich weniger witzigerweise, gewollendurch weniger Risiko eingehen. Was der Name halt wissen absurd ist, aber das sind halt so die Themen, die man mit dem in Deutschland zu kämpfen hat. Im Vergleich jetzt zum Beispiel zur Amerika, aber musste zusagen, Deutschland ist schon vielleicht nicht so gut wie Amerika, was das angeht. Aber Deutschland ist im Vergleich zu anderen Ländern schon ziemlich gut aufgestellt. Das freut uns zu hören und das wäre doch eigentlich auch schon ein super Schlusswort für diesen Podcast. Habt ihr noch irgendwas, was ihr loswerden wolltet unbedingt? Ja, also ich würde ganz gerne vielleicht noch die Möglichkeit nutzen für den anderen anderen, der studiert einfach so ein paar Sachen mit auf dem Weg zu geben. Nicht, dass es jetzt so klingt, also wäre ich hier irgendwie da Überflieger oder so, haben eben darüber gelacht, als Stefan Mathe angesprochen haben. Meine Mathenoten sind ja grottenschlecht. So und ich will es halt auch nicht, es ist jetzt nicht nur, muss nicht überall die Beste sein, sondern das einzige, was wirklich notwendig ist, um meine Erfahrung nach irgendwie nachher im Job erfolgreich zu sein ist, dass man für die Sachen brennt, dass man Interesse hat und das Mitten nimmt.
und Lust auf die Sachen hat. Und im Studium, was ich auch vielen empfehlen kann, sind Sachen, was wir eben gedrückt gesprochen haben, in Heavy-Job oder zum Beispiel Studentschen-Team. Sie haben Team Säumenwagen in Aachen, da habe ich auch lange Jahre aktiv. Super spannend! Die Erfahrungen, die man damit nimmt, sind so groß, dass man teilweise, wenn man in Job- in Einstellungsgespräche reingeht, dass die Leute das einen Anrechner als Berufserfahung und man lernt super viel. Und das kann ich eigentlich nur jedem empfehlen, dass sie das Feuer für die Strecke für das Thema, was sie haben. Dass sie das nicht ausgeht, dass sie Bock drauf haben und neben dem Studium vielleicht und links und rechts zu mal schauen, wie kann ich mich irgendwo in den ganzen Sachen austoben? So ein Studentschenverein, wir haben an der Effa Extreme Racing. Und wir haben robotische Geschichten, wir machen Robotik, wir haben super viele Sachen. Es gibt genug Möglichkeiten, man muss einfach nur Bock drauf haben und ich denke, das ist das, was zählt, dass sie Leute da Lust drauf haben. Ich glaube, das ist Hochschul 2.0. Wir sehen nicht nur wir sollten begeistert sein, aber wir sind auch unsere Studierende. Das sind auch wir, wie der Begeister ist, das ist ein Zirkler. Wir sind immer begeistert, wir sind immer begeistert. Und das ist es auch wirklich, wir sind ja auch alle so Spielkindern. Und wenn man diesen Spieltrieb ausleben kann und den Studiestes zeigt, dass es da auch links und rechts jede Menge Möglichkeiten gibt, das auszuleben und an allen Sachen rumzuspielen. Also er hat ja da wirklich ein sehr, sehr breites, ja, sagen wir, wissen sich da dann eben auch angeheinget, aber eben auch einfach an allen Ecken und Enden irgendwie was gefummelt gemacht und und und. Also das ist glaube ich, das, was zum Schluss zum Erfolg führt, dass du wirklich in alle Sachen reinrichen kannst, wirklich eine umfassende Ausbildung bekommst und gar nicht unbedingt immer auf die Noten schiehe zu da so, sondern einfach die Faszination technik selber, die erarbeitet und da richtig Lust drauf hast, so eine Sachen umzusetzen. Und dann siehst du auch die Gemeinsamkeiten zwischen Agrarobotik, Exosgeletten, zwischen Eiernmen und irgendwelchen Windenergieanlagen, die du vielleicht warten möchtest. Also und das ist eigentlich auch genau das, was ich ein Studies halt empfehle und dann merkste, auch wenn die Studie ist richtig Lust auf Technik haben, glaube ich, dann sind sie einfach bei uns hier echt gut aufgehoben. Ja, vielleicht noch ein ganz kurzes, kurzes Sache. Das, was diese, wenn du das jetzt sagst, so nach dem Motto vielleicht nicht nur auf die Noten gucken, was mir immer so ein bisschen geholfen hatte, weil bei den Klausuren auch war, das meins set, nach dem Motto, das sind jetzt Sachen, die würde ich, da habe ich gar keine Lust aufzulernen, die würde ich auch gar nicht lernen, wie ich es nicht müsste. Aber genau das ist das, was ich sag mal, den, die, die, die Profi von dem, von dem Bastler oder von dem Hobby-Typ unterscheidet, sind nämlich genau das ganzen Themen, die man an der Hochschule lernt, die man vielleicht eigentlich gar nicht lernen möchte. Aber, mir nachher, nein, doch vielleicht gar nicht so dumm waren zu lernen. Und das hat mir so ein bisschen geholfen, durch diese Klausuren, dann doch durchzukommen und ich denke, mit der Einstellung nach dem Motto, ich lerne hier was, das mich dann nachher von dem Hobby-Bastler unterscheidet und mich zu dem Profi macht, den ich sagen, das ich sein möchte. Das ist das, was es ausmachte. [Musik]
Podcast Summary
Key Points:
Exoskelette sind robotergestützte Stützstrukturen, die Menschen bei körperlich anstrengenden Tätigkeiten unterstützen, entweder aktiv (mit Motoren) oder passiv (mechanisch).
Sie stehen an der Schnittstelle zwischen Mensch und Roboter, nutzen die menschliche Intelligenz für Entscheidungen und ergänzen fehlende Kraft oder Mobilität.
Die Entwicklung begann bei Nodylberg durch Jugendforschung (Jugend forscht) und führte über ein Studium an der FH Aachen zur Gründung eines Unternehmens zur Kommerzialisierung.
Sicherheit ist gewährleistet, da Exoskelette schwächer als der Mensch sind, überschreibbar sind und regulatorischen Anforderungen unterliegen.
Zukünftige Entwicklungen zielen auf prädiktive Algorithmen (KI) für verbesserte Performance und medizinische Anwendungen, wie z.B. das Gehen für Querschnittsgelähmte.
Summary:
Der Podcastbeitrag des Mobile Media & Communication Lab der FH Aachen diskutiert Exoskelette als robotergestützte Systeme, die Menschen physisch unterstützen. Unterschieden werden aktive Systeme mit Motoren und passive mechanische Varianten. Sie fungieren als Schnittstelle, die menschliche Intelligenz für Entscheidungen nutzt und fehlende Kraft oder Mobilität ausgleicht, anstatt vollständige Autonomie anzustreben.
Ein Gast, Nodylberg, schildert seinen Weg von der Inspiration durch den Film "Iron Man" über Teilnahme bei "Jugend forscht" bis zum Studium der Mechatronik und der Unternehmensgründung zur Kommerzialisierung von Exoskeletten. Professor Stefan Kahlwald betont die Bedeutung der Faszination für Technik und interdisziplinärer Ansätze in der Ausbildung. Sicherheitsaspekte werden hervorgehoben: Exoskelette sind schwächer als der Mensch, überschreibbar und unterliegen regulatorischen Vorgaben, was Risiken minimiert.
Zukünftige Entwicklungen fokussieren auf prädiktive KI-Algorithmen zur Leistungssteigerung und den Einsatz in medizinischen Bereichen, wie der Mobilitätsunterstützung für Querschnittsgelähmte, wobei jedoch verantwortungsvoll mit Technologie umgegangen werden muss. Anwendungsfelder reichen von der Industrie bis zur Pflege, um körperliche Belastungen zu reduzieren.
FAQs
Exoskelette sind Stützstrukturen, die am Körper getragen werden und Menschen bei körperlich anstrengenden Tätigkeiten unterstützen. Es gibt aktive Systeme mit Motoren und Akkus sowie passive Systeme, die beispielsweise durch Federn wirken.
Aktive Exoskelette fallen unter die Robotik, da sie ähnliche Antriebe und Steuerungen wie klassische Roboter verwenden. Sie gelten als persönliche Assistenzroboter und bilden die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine.
Das Exoskelett folgt der Bewegung des Trägers und misst hunderte Male pro Sekunde die benötigten Kräfte. Der Nutzer kann einstellen, wie viel Prozent dieser Kraft das Exoskelett übernimmt, um die Belastung zu reduzieren.
Ja, Exoskelette sind in der Regel schwächer als der menschliche Körper, sodass sie keine ungewollten Bewegungen erzwingen können. Zudem gibt es Sicherheitsfunktionen und regulatorische Anforderungen, die kritische Situationen verhindern.
Exoskelette werden in Bereichen mit hoher körperlicher Belastung eingesetzt, wie z.B. in der Pflege zur Patientenunterstützung oder in der Industrie für Logistikaufgaben. Sie helfen, Verletzungen vorzubeugen und die Effizienz zu steigern.
Durch KI und Machine Learning können Exoskelette Bewegungsmuster vorhersagen, z.B. beim Gehen oder Heben. Dies ist besonders für medizinische Anwendungen wie die Unterstützung von Querschnittsgelähmten relevant.
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