Künstliche Muskeln haben gelernt, zu "denken" und sich Bewegungen einzuprägen

Forscher am Georgia Institute of Technology entwickeln Technologien, die dem Menschen nicht nur in der Form, sondern auch im Gefühl näher sind. Ihre Entwürfe verändern die Art und Weise, wie die Robotik betrachtet wird, indem sie weiche und anpassungsfähige Lösungen anbieten, die von der Biologie inspiriert sind.

Professor Hong Yeo von der Georgia School of Mechanical Engineering arbeitet an künstlichen Muskeln, die die Struktur und das Verhalten von echtem Gewebe imitieren. Sein Team verwendet geschichtete Fasern, die Sehnen und Muskeln ähneln, und trainiert KI, um sie in Echtzeit zu steuern.

Diese Muskeln folgen nicht nur Befehlen - sie merken sich Bewegungen, lernen und passen sich an und sorgen so für den natürlichen Bewegungsfluss, der bei der Rehabilitation nach Verletzungen oder dem Verlust von Gliedmaßen so wichtig ist.

"Bei solchen Bewegungen geht es nicht nur um Funktionalität. Es geht um eine zurückgewonnene Unabhängigkeit, Selbstvertrauen und Selbstbewusstsein", erklärt Yeo.

Eine der ersten praktischen Umsetzungen war ein Prothesenhandschuh, der auf weichen künstlichen Muskeln basiert (die Ergebnisse wurden in ACS Nano veröffentlicht). Im Gegensatz zu herkömmlichen starren Strukturen bewegt sich der neue Handschuh synchron mit den Absichten des Benutzers, erkennt die Griffstärke, unterdrückt Zittern und passt sich den Bewegungen an.

Weiche Fasern im Inneren des Handschuhs biegen, dehnen und verdrehen sich, um subtile Handlungen wie das Knöpfen eines Knopfes, das Anheben einer Tasse oder das Halten der Hand eines Kindes zu unterstützen.

"Es ist nicht nur Bewegung - es ist zurückgegebene Freiheit", sagt Yeo.

Yeos Weg in die Biomedizintechnik begann nach dem plötzlichen Tod seines Vaters, als er noch an der Universität war. Ursprünglich träumte er davon, Autos zu entwerfen, aber die Tragödie änderte seine Prioritäten.

"Ich dachte: Vielleicht kann ich etwas tun, das tatsächlich Leben rettet", erinnert er sich.

Seitdem ist es sein Ziel, Technologien zu entwickeln, die Menschen helfen, das wiederzuerlangen, was sie verloren haben.

Die Herstellung solcher "lebendigen" Gewebe ist eine Herausforderung. Die Materialien müssen sowohl flexibel, stark und sicher sein, keine Immunreaktion hervorrufen und leicht in den Körper integriert werden können.

Yeo und sein Team erreichen dies, indem sie jede Faser wie ein Präzisionsinstrument kalibrieren und einen Muskelgedächtniseffekt erzielen, bei dem sich das Material an Bewegungen gewöhnt und sich an Veränderungen anpasst.

"Wenn es Teil des Körpers wird, muss es mit ihm arbeiten, nicht gegen ihn", betont der Wissenschaftler.

Die Arbeit von Yeo erfordert die Zusammenarbeit von Ingenieuren, Biomedizinern, Materialwissenschaftlern und Programmierern. Nur so lassen sich wirklich effektive und sichere Geräte entwickeln.

Sein Labor arbeitet aktiv mit Kliniken und Industriepartnern zusammen, um die Entwicklungen aus dem akademischen Bereich in die medizinische Praxis zu übertragen.

Die Zukunft der Robotik, so Yeo, wird nicht durch Leistung, sondern durch Gefühl definiert.

"Wenn sich ein Gerät fremd anfühlt, wird es nicht benutzt werden. Aber wenn es sich wie ein Teil des Körpers anfühlt, hat es das Potenzial, Leben zu verändern", erklärt er.

Dies ist das Gegenteil des Terminator-Images. Hier ersetzen die Maschinen den Menschen nicht, sondern helfen ihm, sich selbst zurückzuerobern.

Lesen Sie die Originalstudie hier:

• Saewoong Oh et al, Empowering artificial muscles with intelligence: recent advances in materials, designs, and manufacturing, Materials Horizons (2025). DOI: 10.1039/d5mh00236b
• Tae Woog Kang et al, Soft Nanomembrane Sensor-Enabled Wearable Multimodal Sensing and Feedback System for Upper-Limb Sensory Impairment Assistance, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.4c15530