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Exoskelette als Alltagshilfe | heise online


Der Name „Exoskelett“ stammt aus dem Griechischen und setzt sich aus den Begriffen „exo“ (außen) und „skelettos“ (Gerüst, Skelett) zusammen. Er beschreibt eine äußere Struktur, die den Körper unterstützt oder schützt, ähnlich dem äußeren Skelett von Insekten oder Krebstieren. Wie der Informationsdienst Wissenschaft (IDW) berichtet, geht das Fraunhofer IWU dabei neue Wege in der Entwicklung. „Mit Formgedächtnislegierungen, Schrittmotoren und 3D-Druck-Technologien sind immer bessere Anpassungen an die Handanatomie möglich. Jede Hand variiert in Größe und Proportionen, oft sogar zwischen linker und rechter Hand einer Person. Der 3D-Druck, insbesondere das selektive Lasersintern (SLS), ermöglicht nahezu unbegrenzte geometrische Freiheit“, so das Forschungsteam. Dabei formen sich dreidimensionale Strukturen Schicht für Schicht aus Kunststoffpulver. Ein parametrisches CAD-Modell steigert die Effizienz der Fertigung erheblich. Ideale Basis zur Konstruktion ist ein digitaler 3D-Scan der Hand, der nicht nur die Geometrie, sondern auch die Beziehungen zwischen den Handelementen erfasst. So entsteht ein hochpräzises Handmodell, und Anpassungen für spätere Neuanfertigungen lassen sich einfacher umsetzen.

Jede Hand zeichnet sich durch eine einzigartige Anatomie und unterschiedliche Strukturen aus. Für die meisten Patientinnen und Patienten empfiehlt es sich, Kraft und Bewegung eines Exoskeletts individuell anzupassen. Ein hohes Gewicht des Hilfsmittels würde jedoch stark belasten. Neben einer präzisen Schalenpassform spielt daher der Antrieb eine zentrale Rolle. Alina Carabello, Doktorandin am Fraunhofer IWU und wissenschaftliche Mitarbeiterin der Technischen Universität Chemnitz, kombiniert einen bidirektionalen Schrittmotor mit Drähten aus Formgedächtnislegierungen als Aktuatoren. Dieses System nutzt nur zwei künstliche Sehnen, die der Motor gezielt steuert, um Hand und Finger zu beugen oder zu strecken. Verschiedene Positionen lassen sich halten und bei Bedarf anpassen. „Ein Nachregeln ist zum Beispiel bei einer Mineralwasserflasche aus Kunststoff erforderlich, die nachgibt, sobald der Verschluss geöffnet wird und Kohlensäure entweichen kann“, so Carabello.

Das Antriebssystem funktioniert nach einfachen Prinzipien. Der Schrittantrieb kombiniert Zahnrad, Hebel, Klinke und einen speziellen Draht. Beim Erwärmen zieht sich der Draht zusammen und bewegt den Hebel um einen festgelegten Winkel. Dadurch dreht das Zahnrad in die gewünschte Richtung, während das Seil der Beuge- oder Strecksehne auf eine Spule aufgewickelt oder abgewickelt wird. Diese Bewegung beugt oder streckt den Finger. Bei Carabellos System steuern Formgedächtnislegierungen (FGL) als Aktoren die Zahnradbewegung. Ein Mikrokontroller erwärmt den FGL-Draht gezielt mit elektrischem Strom, wodurch dieser sich verkürzt. Beim Abkühlen dehnt sich der Draht durch einen Gegenzug, etwa eine Feder oder ein weiterer FGL-Draht. Diese Mechanik lenkt die künstlichen Gliedmaßen des Exoskeletts. Insgesamt lässt sich damit eine präzise und wiederholbare Bewegung erreichen.

Die Entwicklung von Exoskeletten steht nicht nur im Forschungssektor vor technischen und praktischen Hürden. Leichtbaukomponenten wie Carbon oder Aluminium sind teuer, und präzise Antriebssysteme erfordern Fachwissen in Mechatronik. Dennoch ermöglichen es Technologien wie 3D-Druck und Open-Source-Plattformen, auch im DIY-Bereich kreative Lösungen zu entwickeln. Ein gelungenes Beispiel dafür ist die Veröffentlichung des Open-Source-Exoskeletts OpenExo von Professor Zach Lerner und seinem Team von der Northern Arizona University (NAU). Das am 25. Juni 2025 in der Zeitschrift Science Robotics veröffentlichte OpenExo-Projekt gibt auch Hobbyisten die Möglichkeit, leistungsfähige Modelle zu entwickeln. Das Projekt umfasst 3D-Druck und Design-Daten sowie Bauanleitungen und Python-Software zur Steuerung der Einzel- und Mehrgelenk-Exoskelette, einschließlich Hüft-, Knöchel- und Ellbogenkonfigurationen.


(usz)



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Altersverifizierung für Wikipedia? Beschwerde in Großbritannien abgewiesen


Das oberste Gericht in Großbritannien hat einen Antrag der Wikimedia Foundation gegen Teile des neuen Online Safety Acts abgelehnt. Die Vorgaben könnten nach Überzeugung der Organisation dafür sorgen, dass die Reichweite der beliebten Onlineenzyklopädie massiv eingeschränkt und zentrale Funktionen abgeschaltet werden müssen. Dem folgte der zuständige Richter am High Court nicht. Er stellte aber klar, dass die Regierung „kein grünes Licht“ dafür habe, die neuen Regeln in einer Art umzusetzen, die den Betrieb der Wikipedia signifikant behindern. Noch sei es jedoch verfrüht, darüber zu urteilen. Obendrein habe bislang keine der Konfliktparteien eine Überprüfung beantragt, ob diese strikten Vorgaben für Wikipedia überhaupt gelten.

Hintergrund des Rechtsstreits sind Vorgaben des Online Safety Acts, der vor allem Kinder und Jugendliche besser im Internet schützen soll. Dafür werden Onlineportalen Kategorien zugeordnet, die mit unterschiedlich strikten Vorgaben verbunden sind. Die Wikimedia Foundation ist überzeugt, dass die Wikipedia anhand des Gesetzestexts in die Kategorie 1 eingestuft werden müsste, das ist die höchste mit den schärfsten Vorgaben. In dem Fall müsste der Betrieb der Onlineenzyklopädie aber fundamental geändert werden, behauptet die Organisation. So müsste die Zahl der Besucher und Besucherinnen der Wikipedia um etwa drei Viertel verringert werden. Zudem müssten zentrale Funktionen deaktiviert werden, etwa weil Inhalte von verifizierten und von anonymen Usern nicht getrennt werden können.

Solange der Wikipedia aber noch keine Kategorie zugeordnet wurde, könne ein Gericht auch nicht darüber urteilen, ob diese Einteilung gerechtfertigt ist, erklärte nun der High Court. Sollte die zuständige Medienaufsicht Ofcom entscheiden, dass Wikipedia nicht zur höchsten Kategorie gehört, „dann wird es keine weiteren Probleme geben“. Andernfalls stehe der Wikimedia Foundation der Weg zu einer rechtlichen Überprüfung offen. Sollte eine Einstufung der Wikipedia auf Basis des Online Safety Acts zur Folge haben, dass die Wikipedia nicht mehr weiter betrieben werden könne, könnte die Regierung verpflichtet sein, eine Ergänzung des Gesetzes oder eine Ausnahmeregelung zu prüfen. Soweit sei es aber bislang nicht.

Der Online Safety Act sorgt seit Wochen für Aufregung in Großbritannien. Das Gesetz verpflichtet Plattformen mit benutzergenerierten Inhalten zur Verifizierung des Alters der Besuchenden, ganz unterschiedliche soziale Netzwerke haben deshalb bereits eine Altersverifizierung angekündigt. Social Media ist auch das eigentliche Ziel der Gesetzgebung; Wikipedia könnte gewissermaßen versehentlich ins Fadenkreuz gelangt sein. „Die Wikipedia ist aufgrund seiner Größe und der dort von Nutzern erstellten Inhalte in den Geltungsbereich der strengeren Vorschriften geraten, obwohl die Verantwortlichen (überzeugend) argumentiert haben, dass sie sich von anderen User-Zu-User-Plattformen unterscheiden“, zitiert die BBC die Datenschutzexpertin Mona Schroedel.


(mho)



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„Civilization 7“: Take-Two hofft nach schwachem Launch auf Aufholjagd


Take-Two-CEO Strauss Zelnick hat im Gespräch mit IGN bestätigt, dass „Civilization 7“ einen „langsamen Marktstart“ hatte. Bisher hat der US-Publisher keine Verkaufszahlen des Strategiespiels veröffentlicht. Allerdings lassen Zahlen des inoffiziellen Steam-Analysetools SteamDB einen eher missratenen Launch vermuten.

Auf SteamDB kann man nachschlagen, wie viele Personen ein Spiel aktuell auf Steam zocken. Zudem zeigt das Tool die Spieler-Höhepunkte. Daraus lässt sich grob auf die aktuelle Beliebtheit eines Spiels schließen. „Civilization 7“ wurde in den vergangenen 24 Stunden von maximal 7.700 Spielern gleichzeitig gespielt – deutlich weniger als bei den beiden Vorgängern. „Civ 6“ kommt auf einen 24-Stunden-Peak von 42.000, sogar „Civ 5“ schafft mit 16.000 mehr als doppelt so viele Spieler wie „Civ 7“.

Die aktuellen Spielerzahlen lassen nicht unbedingt auf Verkaufszahlen schließen, aber ein gewisser Zusammenhang dürfte dennoch bestehen. Alarmierende Spielerzahlen zudem, weil auch der Verkauf von Zusatzpaketen und Erweiterungen zum „Civilization“-Geschäftsmodell gehört. Ohne die entsprechende Spielerschaft wird das Take-Two-Studio Firaxis nicht viele DLCs verkaufen können.

Trotz der schwachen Zahlen sieht Take-Two-CEO Strauss Zelnick „Civilization 7“ noch auf Kurs. „Civ war schon immer ein ‚Slow Burn'“, sagte Zelnick dem Spielemagazin. „Derzeit entsprechen unsere Prognosen für den Lifetime Value des Titels sehr genau unseren ursprünglichen Erwartungen für den Titel.“

Das Spiel verbessere sich stetig, führte Zelnick gegenüber IGN aus. „Obwohl wir einen langsamen Start hatten und Änderungen vornehmen mussten – und weitere Änderungen bevorstehen –, habe ich das Gefühl, dass die Akzeptanz bei den Verbrauchern immer besser wird.“ Take-Two habe bei „Civilization 7“ daher ein gutes Gefühl.

Der jüngste Teil der „Civilization“-Reihe war im Februar zu mittelmäßigen Kritiken auf den Markt gekommen. Häufig kritisiert wurde neben dem Interface das Zeitalter-System von „Civ 7“: Ein Spieldurchlauf besteht nicht mehr aus ununterbrochenem Spielfluss mit ein und derselben Fraktion. Zeitalter unterteilen einen „Civ 7“-Spieldurchlauf stattdessen in drei Kapitel: die Antike, das Zeitalter der Erkundung, und die Moderne. Spieler wählen beim Übergang in ein neues Zeitalter unter anderem eine neue Zivilisation aus.

Nutzer sehen „Civilization 7“ deutlich kritischer: Auf Steam empfehlen den Titel nur 47 Prozent, ein für eine Großproduktion vernichtender Wert. Derzeit ist „Civ 7“ auf Steam um 30 Prozent auf 49 Euro rabattiert. „Civilization 6“ gibt es derweil für 6 Euro, „Civilization 5“ kostet 7,50 Euro.


(dahe)



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Effiziente Perowskit-Solarzellen ersetzen Wegwerf-Batterien in Indoor-Geräten


Ein Forschungsteam des University College London (UCL) hat in Kooperation mit chinesischen und Schweizer Wissenschaftlern eine Solarzelle auf Perowskit-Basis für Innenräume entwickelt, die bis zu sechsmal effektiver arbeitet als bisherige Indoor-Solarzellen. Vorhandenes Kunstlicht in Innenräumen könnte genutzt werden, um damit etwa Fernbedienungen, Rauchmelder und Sensoren mit Energie zu versorgen, sodass diese keine Wegwerf-Batterien mehr benötigen.

Aktuelle Innenraum-Solarzellen vereinen derzeit noch viele negative Eigenschaften. So sind sie vor allem teuer und ineffizient. Das macht sie untauglich für die Massenanwendung. Dabei gibt es genügend Anwendungsbereiche, um ohnehin anfallendes Kunstlicht dafür zu nutzen, über Solarzellen kleinere Elektronikgeräte mit Strom zu versorgen. Das Problem der massenhaft anfallenden Wegwerf-Batterien in privaten Haushalten, Büros und Produktionsanlagen könnte so gelöst werden.

Das Forschungsteam nutzt Perowskit als Ausgangsmaterial für ihre Solarzellen. Perowskit ist ein recht häufig zu findendes Mineral und entsprechend preisgünstig. Bei Solaranlagen für den Außenbereich hat es sich bereits als vielversprechend erwiesen, solange es keine strukturellen Defekte aufweist. Im Vergleich zu herkömmlicherweise für Solarzellen verwendetes Silizium kann das Mineral so gezüchtet werden, dass es bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbiert. Dadurch ist es für den Einsatz in Räumen mit weniger Licht besser geeignet als Silizium-basierte Solarzellen.

Das Problem bei Perowskit-Solarzellen ist jedoch, dass das Material in seiner Kristallstruktur kleine Defekte, Traps genannt, aufweisen kann, die den Fluss der Elektroden behindern können. Die Forscher fanden jedoch eine Lösung dafür, wie sie in der Studie „Enhancing Indoor Photovoltaic Efficiency to 37.6% Through Triple Passivation Reassembly and n-Type to p-Type Modulation in Wide Bandgap Perovskites“ schreiben, die in Advanced Functional Materials erschienen ist.

Sie fügten beim Züchten der Perowskit-Kristalle Rubidiumchlorid hinzu. Damit konnte ein gleichmäßigeres Wachstum der Kristalle erzielt und die Anzahl der Traps verringert werden. Doch das reichte den Wissenschaftlern nicht aus. Zur Stabilisierung der Ionen des Materials und zur Verhinderung deren Aufspaltung fügten sie zwei organische Ammoniumsalze hinzu: N, N-Dimethyloctylammoniumiodid (DMOAI) und Phenethylammoniumchlorid (PEACl). Beide sorgen dafür, dass die Effizienz weniger beeinträchtigt wird.

Mit den modifizierten Perowskit-Material erstellten die Forscher Indoor-Solarzellen, die in der Lage sind, 37,6 Prozent des Lichts bei rund 1000 Lux in hellen Räumen in Strom umzuwandeln. Nach Angaben der Forscher gelinge dies sechsmal besser als bei den derzeit besten kommerziell erhältlichen Indoor-Solarzellen.

Die Forscher ließen ihre Perowskit-Zellen verschiedene Stresstests durchlaufen. Nach 100 Tagen wiesen die Zellen noch 92 Prozent ihrer Leistung auf, bei herkömmlichen Perowskit-Zellen sind es lediglich 76 Prozent. Die Wissenschaftler errechneten daraus eine potenzielle Nutzungsdauer in kleinen Elektronikgeräten. Bis zu fünf Jahre lang könnten die Solarzellen solche Geräte mit Energie versorgen.

Die Forscher sind von ihren modifizierten Perowskit-Solarzellen für die Nutzung in Innenräumen überzeugt. Es laufen bereits Gespräche mit möglichen industriellen Partnern, um eine kommerzielle Nutzung und eine Massenproduktion zu ermöglichen.


(olb)



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