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Neuroforschung:Fußballer mit Stahlbeinen

Roboterfußball: So stellen sich die Forscher den Anstoß in Brasilien vor

(Foto: Walk Again Project)

Wissenschaftler starten eine gewagte Demonstration: Ein gelähmter Brasilianer soll bei der WM den ersten Ball des Turniers schießen, ausgerüstet mit einem Roboterskelett.

Vermutlich könnten Gordon Cheng und Miguel Nicolelis kein anderes Ereignis finden, das im gleichen Maße als Triumph oder Niederlage enden könnte. Wenn am 12. Juni in der Arena von São Paulo 70 000 Menschen auf den Anpfiff des WM-Eröffnungsspiels warten, wenn an den Bildschirmen der Welt Hunderte Millionen zuschauen, soll auf dem Rasen ein querschnittsgelähmter Brasilianer aus dem Rollstuhl aufstehen, einige Schritte zu einem Fußball gehen und diesen wegkicken. Der Anstoß zur Weltmeisterschaft, einem Wettbewerb körperlicher Leistungsfähigkeit, ausgeführt von einem Behinderten, dem Forscher die Kontrolle über seine Beine wiedergeben - was für ein Symbol!

Willenskraft und Technik sollen den jungen Mann oder die junge Frau antreiben. Roboterbeine aus Stahl, Titan und Aluminium sind außen an die gelähmten Extremitäten des Patienten geschnallt; Elektroden unter dem Helm erfassen die Hirnströme, ein Computer macht daraus Befehle für die Maschine. Dieses sogenannte Exoskelett haben die Wissenschaftler aus München und North Carolina entwickelt. "Walk Again" (Wieder gehen) heißt ihr Projekt, bescheiden und großspurig zugleich.

Exoskelett des "Walk Again" Projekts

(Foto: Gordon Cheng/TUM)

Gordon Cheng bekommt feuchte Augen, wenn er an das Ereignis denkt. Nach Jahren harter Arbeit, mitten in den letzten Vorbereitungen für das ehrgeizigste Projekt seiner Karriere, würde vermutlich viele die Rührung überkommen. Der Roboterforscher von der Technischen Universität München weiß, dass das Exoskelett im Prinzip funktioniert, aber in letzter Minute müssen noch wichtige Entscheidungen getroffen werden. Vieles kann schiefgehen.

Erste Versuche an Rhesusaffen

Großer Ruhm oder eine noch größere Blamage warten. Das Projekt, Gelähmten eine neue Perspektive zu bieten, könnte ungeheuren Schwung bekommen. Oder von Vorwürfen gelähmt werden, die Forschung zur Verbindung von Gehirn und Maschine sei frankensteinsche Hybris. In Worte fasst der Australier mit Wurzeln in Macau die emotionale Dimension der geplanten Demonstration in São Paulo nicht. Gefragt, warum das Team ins Scheinwerferlicht der WM-Eröffnung wollte, sagt er nur: "Wir planten, zu der Zeit fertig zu werden."

Für die Zustimmung erst der brasilianischen Regierung, dann des Fußballverbandes Fifa dürfte aber entscheidend gewesen sein, dass Chengs wichtigster Mitstreiter Brasilianer ist. Der Neuroforscher und Arzt Miguel Nicolelis von der Duke University in Durham/North Carolina kennt sowohl den früheren Präsidenten Lula da Silva als auch dessen Nachfolgerin Dilma Rousseff persönlich. Der Brasilianer aus Durham und der Australier aus München haben zudem schon erstaunliche Experimente gemacht. Ihnen war und ist die Aufgabe, einen gelähmten Mann zum Fußballer zu machen, durchaus zuzutrauen.

Ausgangspunkt des Projekts, erzählt Cheng, war ein Erfolg vor sechs Jahren. Im Jahr 2008 hatte Nicolelis' Team in Durham einem Rhesusaffen-Weibchen namens Idoya Elektroden ins Hirn gepflanzt. Als das Tier lernte, aufrecht auf einem Laufband zu gehen, konnten die Forscher die Signale aus dem Nervenzentrum auslesen, mit den in Zeitlupe gefilmten Bewegungen abgleichen und klare Befehle für die Bewegungen der Beine daraus destillieren.

An diesem Punkt kam Gordon Cheng ins Spiel, der damals in Kyoto arbeitete. Das Duke-Team schickte die Befehle aus dem Affenhirn in Echtzeit nach Japan. Dort flossen sie in einen humanoiden Roboter in Chengs Labor, der anfing, Idoyas Schritte nachzumachen. Das Affenweibchen wiederum bekam eine Liveaufnahme von den Beinen der Maschine in Japan vorgespielt und lernte so, deren Abläufe zu steuern und zu verbessern - zur Belohnung gab es Rosinen und süße Cracker.