News (Details) in breiter Spalte (DE+EN)

23.02.2018

Eher Theoretiker als Praktiker

Philipp Beckerle forscht an einer neuen Prothesen-Generation

Prothesen, Orthesen, Exoskelette – das sind die Forschungsinhalte von Mechatroniker Philipp Beckerle. Dabei steht immer der Mensch im Mittelpunkt. Deshalb arbeitet Beckerle eng mit Psychologen zusammen.

Dr.-Ing. Philipp Beckerle. Bild: Sandra Junker
Dr.-Ing. Philipp Beckerle. Bild: Sandra Junker

Philipp Beckerle weiß, was er kann und will. Praktika hat er als Maschinenbau- und später Mechatronikstudent in der Industrie schon mehrfach gemacht. Doch Feuer gefangen hat er an der Universität. „Meine Hiwi-Arbeit an der TU Darmstadt hat mir immer viel mehr Spaß gemacht. Ich bin mehr Theoretiker als Praktiker“, sagt er. Für ihn stand früh fest, dass er seine Doktorarbeit schreiben und eine akademische Karriere anstreben würde. Beruflich und privat hat Philipp Beckerle Vollgas gegeben. Mit 34 Jahren ist der Vater dreier Kinder heute stellvertretender Institutsleiter für Mechatronische Systeme im Maschinenbau an der TU Darmstadt. Eine Festanstellung, die er direkt nach seiner Promotion 2014 antrat. „Eine Superchance“, weiß er, die er seither auch zu nutzen wusste – für die Einwerbung von Drittmitteln, für die Durchführung mehrerer Forschungsprojekte und seit Oktober 2017 als „Athene Young Investigator“.

Auch bei der inhaltlichen Ausrichtung seiner Forschung wusste Beckerle gleich, welchen Weg er einschlagen wollte. Sein Doktorvater Professor Stephan Rinderknecht versuchte ihn 2009 für ein Promotionsthema im Automobilbereich zu begeistern, „doch ich habe kein Benzin im Blut“, lacht er. Sein Interesse galt vielmehr der Medizintechnik und hier vor allem der Prothetik, etwa der Konstruktion von Beinprothesen. „In diesem Bereich kann man sehr viel Sinnvolles tun“, weiß er aus eigener Anschauung. Nach der Schule entschied sich Beckerle für den Zivildienst in einem Altenwohnheim. Vielleicht auch deshalb konzentrierte er sich während des Studiums später auf die Robotik, die ein wichtiger Ansatz der Prothetik ist.

Technik für Menschen

Angeregt durch den Austausch mit seiner Frau, die in der Psychologie promoviert, hat Philipp Beckerle heute als Mechatroniker und Wissenschaftler nicht nur den technischen Ansatz, sondern vor allem die so genannten human factors in der Prothetik im Blick. „Es sind Menschen, die die Prothesen nutzen. Für sie muss die Technik gemacht sein.“ Schon für seine Doktorarbeit knüpfte er Kontakte zur Psychologie und Informatik sowie zum Forum für interdisziplinäre Forschung innerhalb der TU Darmstadt. Mithilfe einer Fragebogenstudie befragte er Nutzer von Beinprothesen. Wie beeinflussen menschliche Bedürfnisse die Technik, wollte er wissen.

Ein Wissen, das kontinuierlich eingebunden und überprüft werden muss, findet Beckerle. „Wir müssen verstehen, was die Nutzer wollen.“ Fühlt sich die Prothese gut an oder eher wie ein Fremdkörper, drückt sie am Schaft? Wie kommt es zu Phantomwahrnehmungen, wieso hört ein Juckreiz auf, wenn sich die betroffene Person am Prothesenfuß kratzt? Psychologische Momente, die berücksichtigt werden müssen. „Das sind die großen Fragen. Es geht um die Menschen, die Technik ist nur die Begleitung“, sagt Beckerle.

Große Bedeutung angesichts des demografischen Wandels

Eine Botschaft, die er auch als Athene Young Investigator immer wieder neu formulieren und erklären muss. Beckerles Anliegen hat mit Technik, „aber viel auch mit Sprache und Kommunikation zu tun“, betont er. Die Forschungsarbeit hat der stellvertretende Institutsleiter für das fünfjährige Athene-Young-Investigator-Projekt auf Prothesen, Orthesen und Exoskelette insbesondere für untere Gliedmaßen ausgeweitet. Er und vier Doktoranden und Doktorandinnen aus der Psychologie und dem Maschinenbau forschen für die „zivile Nutzung, für Rentner und versehrte Menschen“, wie er betont. Die Prothetik gewinnt angesichts des demografischen Wandels immer mehr an Bedeutung. So nimmt beispielsweise bei älteren Menschen Altersdiabetes zu und damit auch die Gefahr von Amputationen. Mit einem Exoskelett könnte ein alter Mensch vielleicht besser aufstehen oder Treppen steigen. „Wir wollen keine Supermenschen bauen“, erklärt Beckerle, „sondern etwas Verlorenes zurück geben oder Einschränkungen kompensieren.“

Ein Forschungsschwerpunkt ist beispielsweise die Ansteuerung von Beinprothesen. Diese Systeme sollen intuitiv sein und auch Fehler tolerieren, damit Nutzerinnen und Nutzer sicher geradeaus oder um die Ecke gehen können, nicht stolpern oder stürzen. „Die Intentionserkennung und Antriebstechnik sind eine große Herausforderung. Unsere Idee ist, dass Systeme erkennen, wohin der Mensch geht und auf Fehler selbstständig reagieren.“

Mit dem Athene Young Investigator fühlt sich Philipp Beckerle näher an seinem Karriereziel, einmal als Professor zu arbeiten. „Und nochmal im Ausland zu forschen und zu lehren – wenn auch nur für ein paar Wochen.“ Ein Forschungsaustausch mit der Universität Siena in Italien steht ganz oben auf seiner Liste.

zur Liste