Forscher der Universität Jena untersuchen, wie sich beinamputierte Hunde fortbewegen

(01.07.2010) Meist ist es ein Unfall, der in Sekundenschnelle alles verändert: Ein Zusammenprall mit einem Auto beispielsweise kann einem Hund so schwere Verletzungen zufügen, dass ihm ein Bein amputiert werden muss.


Verlust eines Vorderbeins erfordert eine stärkere Kompensation durch den Hund als der eines Hinterbeins
Was für das Tier und seinen Besitzer zunächst tragische Folgen hat, ist für Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena ein Glücksfall. Denn genau diese Hunde mit Handicap sind es, von denen sie sich wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung von Laufrobotern versprechen.

„Wir beobachten, wie sich die Tiere, denen entweder ein Vorder- oder Hinterlauf amputiert werden musste, fortbewegen“, erläutert Martin Groß von der Uni Jena. „Mit welchen Strategien versucht das Tier das fehlende Bein zu kompensieren?“, nennt der Biologe vom Lauflabor des Instituts für Sportwissenschaft eine zentrale Frage seines Forschungsansatzes. Erste Ergebnisse hat der Jenaer Forscher am 1. Juli 2010 auf der Internationalen Konferenz der Society for Experimental Biology in Prag der Fachwelt präsentiert.

Für ihre Studie beobachten Martin Groß und seine Kollegen beinamputierte Hunde mit jeweils zehn hochspezialisierten Infrarotkameras, während sich die Tiere auf einem Laufband fortbewegen.

„Die natürliche Laufbewegung ist für vier Beine ausgelegt“, so Martin Groß, „weshalb beinamputierte Tiere ihr Fortbewegungssystem komplett neu organisieren müssen.“ Bei ihren Experimenten konnten die Jenaer Bewegungsforscher feststellen, dass sich Hunde mit einer Amputation des Hinterbeins einfacher an die neue Situation anpassen als Vorderbeinamputierte.


Zehn Infrarotkameras liefern die Daten, aus denen ein dreidimensionales Computermodell erstellt wird, das die Bewegungsabläufe abbildet
„Der Verlust eines Vorderbeins erfordert eine weitaus stärkere Kompensation als der eines Hinterbeins“, betont PD Dr. André Seyfarth, Leiter des Lauflabors der Uni Jena. Dies, so vermuten die Forscher, liege vor allem an der höheren Lastverteilung auf den Vorderbeinen der Tiere. Bisher stützen sich die Wissenschaftler allerdings erst auf die Untersuchung relativ weniger Tiere. „Um unsere Ergebnisse zu überprüfen und zu bekräftigen, werden weitere Messungen nötig sein“, sagt Martin Groß.

Ihre aktuelle Studie ist Teil des EU-Projekts „Locomorph“, mit dem die Forscher der Uni Jena gemeinsam mit Biologen, Physikern und Ingenieuren in Belgien, Kanada, Dänemark und der Schweiz daran arbeiten, die Effizienz und die Handhabung von Laufrobotern in unbekannten Umgebungen zu verbessern. „Wird der Roboter durch einen Ausfall eines Bauteils gezwungen seine ‚Morphologie’ zu ändern, sollte es geeignete Strategien geben, dass er sich entsprechend angepasst weiter fortbewegen kann“, verdeutlicht Dr. Seyfarth.

Ihre aktuellen Forschungsergebnisse wollen die Bewegungswissenschaftler der Jenaer Uni auch während des „Locomorph“-Projekt-Meetings vorstellen, zu dem vom 14. bis 16. Juli rund 25 Wissenschaftler aller beteiligten Projektpartner in Jena erwartet werden. Auf dem Programm stehen dann auch ein Workshop mit eingeladenen Fachreferenten sowie eine „Roboter-Demonstration“.

Weitere Informationen zum „Locomorph“-Projekt sind zu finden unter: http://locomorph.eu und www.lauflabor.uni-jena.de

 


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