Prosthetic Foot Design through Parametric Modelling to Enhance Customisation and Iterative Development

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Amputation ist ein lebensveränderndes Ereignis, das typischerweise durch medizinische Probleme oder traumatische Erlebnisse bedingt ist. Für viele Menschen führt der Verlust einer Gliedmaße zu tiefgreifendem emotionalen Stress und kann zu psychischen Gesundheitsproblemen beitragen. Die Teilnahme an körperlichen Aktivitäten, insbesondere an Bergsportarten, kann daher erheblich dazu beitragen, sowohl das körperliche als auch das psychische Wohlbefinden zu fördern. Jedoch sind viele Prothesen nicht speziell dafür ausgelegt, den Anforderungen unwegsamen Geländes gerecht zu werden, und bieten oft nur begrenzte Unterstützung für einen aktiven Lebensstil. Darüber hinaus können die meisten Prothesen nicht die individuellen Gangmuster und Bedürfnisse von Amputierten berücksichtigen, da sie häufig mit einem ¿One-Size-Fits-All¿-Ansatz entwickelt werden. Zudem beruht der Entwicklungsprozess für Prothesenfüße oft auf aufwändigen Trial-and-Error-Tests, um deren Leistung zu optimieren. Diese Vorgehensweise ist sowohl zeitaufwendig als auch kostspielig. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, strebt diese Arbeit die Entwicklung eines parametrischen Designmodells für Prothesenfüße an, das darauf abzielt, die Einschränkungen standardisierter Prothesen zu überwinden, indem es eine Anpassung an die individuellen funktionalen Anforderungen ermöglicht. Darüber hinaus soll das Modell den frühen Entwicklungsprozess von Prothesenfüßen vereinfachen. Das auf Grasshopper basierte Modell ermöglicht benutzerspezifische Anpassungen in Echtzeit und berücksichtigt Parameter wie Körpergewicht, Fußgröße, Aktivitätsniveau und individuelle Gangmuster. Die wesentlichen Stärken dieses Modells liegen in seiner Modularität und Anpassungsfähigkeit. Das modulare Design ermöglicht die Erweiterung auf verschiedene Anwendungen, wobei spezialisierte Komponenten leicht ersetzt oder angepasst werden können. Diese Vielseitigkeit fördert die schnelle Prototypenentwicklung, und Teile des Grasshopper-Skripts, wie beispielsweise die Fußfeder, können auch für orthopädische Designs, die auf die individuellen Biomechaniken abgestimmt sind, wiederverwendet werden, wodurch sich die potenziellen Anwendungsbereiche über den Sportbereich hinaus erweitern. Der Nachweis der Machbarkeit eines solchen Ansatzes wurde erbracht, was das Potenzial bietet, die Mobilität der Nutzer:innen zu verbessern und die Lebensqualität von Amputierten erheblich zu steigern.

Details

Titel in ÜbersetzungFußprothesen-Design mittels parametrischer Modellierung zur Verbesserung der Individualisierung und der iterativen Produktentwicklung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung20 Dez. 2024
StatusVeröffentlicht - 2024