Sie haben wahrscheinlich die Prothesen Frozen, Iron Man und Star Wars gesehen, die das Selbstvertrauen von Kindern mit fehlenden Gliedmaßen stärken sollen. Jetzt können Sie sogar den ersten Mann mit dem Luke Skywalker-Arm treffen. Mit der ständig wachsenden Technologie von heute finden einige dieser einst fiktiven Geräte ihren Weg in die Realität.
In diesem Frühjahr wurde das Haptix-Programm von DARPA mit einem der neuesten Handprothesen-Prototypen in den Medien vorgestellt. Dieses Gerät aus dem Forschungslabor des Verteidigungsministeriums erweitert die Prothesentechnologie um ein neues Merkmal: den Tastsinn. "Ohne Sensation, egal wie gut die Hand ist, kann man auf menschlicher Ebene keine Leistung erbringen", sagte Justin Tyler, ein Forscher am Functional Neural Interface Lab der Case Western Reserve University, in einer Erklärung. Diese Mentalität entspricht den heutigen Zielen der prothetischen Forschung: Geräte zu entwerfen, die biologisch inspiriert sind und die anatomischen und funktionellen Merkmale eines menschlichen Gliedes nachahmen können. Die einzige Möglichkeit, auf menschlicher Ebene aufzutreten, besteht darin, die menschliche Form zu replizieren.
Die jüngsten Fortschritte in der Prothesentechnologie - wie Fingergelenke, die sich wie einzelne Finger bewegen, und Biomaterialien, die sich wie menschliche Muskeln bewegen - waren geradezu außergewöhnlich. Die letzte umfassende Übersicht über die Verwendung von Prothesen, die 2007 von der Internationalen Gesellschaft für Prothetik und Orthetik veröffentlicht wurde, hat jedoch gezeigt, dass die Rate der Produktabbrüche (eine Person, die die Verwendung eines Produkts nach Erhalt abbricht) auch in den letzten 25 Jahren nicht gesunken ist mit diesen großen Gewinnen in der prothetischen Technologie. Bisher lag die Abbruchrate bei körpergetriebenen und elektrischen Prothesen bei 35 Prozent bzw. 45 Prozent. Es hat sich herausgestellt, dass das Streben nach Technologie, die die menschliche Form und Funktion mit zunehmender Genauigkeit imitiert, eine entscheidende Komponente der prothetischen Einführung beeinträchtigen könnte: die einfache Bedienung.
Es überrascht nicht, dass die Technologie, die es einer Prothese ermöglicht, sich genau wie eine biologische Hand zu bewegen und zu fühlen, eine erhöhte Komplexität der Vorrichtung mit sich bringt. Beispielsweise werden typische High-Tech-Geräte durch die Aktivierung von verbleibenden Muskeln im Arm oder durch ein anderes externes Steuerungsmerkmal gesteuert. Daher kann das Hinzufügen einer Funktion wie der unabhängigen Steuerung einzelner Finger einen erheblichen Fokus oder eine erhebliche Aufmerksamkeit von einem Benutzer erfordern. Aus praktischer Sicht bedeutet dies ein zusätzliches Maß an Unannehmlichkeiten für den täglichen Gebrauch. In dem folgenden Video scheint der Benutzer beispielsweise in der Lage zu sein, den Prothesenarm gut zu verwenden. Beachten Sie jedoch, dass das Gerät mit den Füßen gesteuert wird. Aus diesem Grund kann das Gerät nur im Stillstand verwendet werden.
Um die Hand richtig bedienen zu können, muss sich eine Person mit einer Vielzahl von Gerätesteuerungen vertraut machen. Die Voraussicht, die erforderlich ist, um diese Art von Gerät auf komplexe Weise zu betreiben, kann für einen Benutzer ziemlich lästig sein und eine umfassende Schulung erfordern. Diese hohe kognitive Belastung kann ablenken und ermüden, verglichen mit der Mühelosigkeit, eine biologische Hand zu benutzen, oder rudimentärer sein, wenn eine weniger flinke Prothese verwendet wird. Dies wird noch durch die Tatsache übertrieben, dass die Mehrheit der Patienten, die in eine Prothesenpraxis kommen, ältere Erwachsene sind, die möglicherweise eher mit der erhöhten Gerätekomplexität zu kämpfen haben.
Theoretisch ist das Entwerfen einer Prothese mit voller biologischer Leistungsfähigkeit ein wahr gewordener Traum, eine Leistung, die wir in einem kommenden Science-Fiction-Thriller erwarten würden. Besser noch, es wäre eine technische Meisterleistung, die in die Geschichte eingehen würde. Als Forscher auf diesem Gebiet, glaube ich, übersehen wir zu oft das Potenzial für Usability. Ungeachtet des technologischen Fortschritts ist es wichtig zu überlegen, ob dieser Fortschritt auch ein Fortschritt ist, um ein für den Benutzer günstiges Gerät zu entwickeln. Wir gehen davon aus, dass Leistung auf menschlicher Ebene das oberste Ziel ist. Dies ist jedoch aus Anwendersicht möglicherweise nicht immer der Fall, insbesondere dann, wenn Sie sich nicht auf etwas anderes konzentrieren können, wenn Sie die Technologie beherrschen, die Leistung auf „menschlicher Ebene“ ermöglicht. Diese Dichotomie könnte erklären, warum die Rate der Prothesenabbrüche trotz verbesserter Technologie nicht abgenommen hat.
Die Technologie selbst kann uns nicht über die Wünsche und Bedürfnisse eines potenziellen Benutzers Auskunft geben. Vielleicht ist am Ende des Tages alles, was ein Benutzer braucht, ein zuverlässiges Gerät, das ihn oder sie funktionsfähig macht, wenn auch nicht in dem Maße, wie sie es mit einem tatsächlichen menschlichen Glied tun würde. Es kann schwierig sein, einfach eine Prothese zu bekommen. Prothesen, insbesondere solche mit fortschrittlicher Technologie, sind mit erheblichen Kosten verbunden, die zwischen 30.000 und 120.000 USD liegen können. Und da Versicherungskosten nach Funktionen kategorisiert sind, kann es schwierig sein, sie für den Versicherungsschutz zu genehmigen. Somit kann das Ziel eines Benutzers weitaus konservativer sein als das Ziel eines Ingenieurs, das sich nicht auf einen bestimmten Parameter konzentriert, sondern lediglich darauf, ein beliebiges Gerät zu erhalten.
Dies könnte ein Lehrbuchfall sein, der es dem Perfekten ermöglicht, der Feind des Guten zu sein. Zu oft scheint es, dass dem Gerätedesign ein Ansatz „menschlicher Faktoren“ fehlt, der von vielen Wissenschaftlern mit relativ geringen Eingaben von Patienten vorangetrieben wird. Die Menschen, die Prothesen benötigen, werden möglicherweise erst dann einbezogen, wenn ein Produkt getestet wurde, und nicht erst in der Anfangsphase des Gerätedesigns.
Ein Human-Factors-Ansatz für das Design der Prothesentechnologie würde die Benutzerideen früher in den Designprozess einführen. Wenn die Prothesentechnologie als Hilfsmittel für eine Person existiert, die ein Glied aufgrund eines angeborenen Zustands oder eines traumatischen Unfalls verloren hat, dann basiert der Erfolg des Gerätedesigns auf der Fähigkeit der Forscher, die Bedürfnisse des Benutzers am Patienten zu verstehen Beginn dieses Prozesses und letztendlich das Entwerfen oder Anpassen neuartiger Technologien, um diese Bedürfnisse zu befriedigen. Diese Mentalität könnte in gewissem Maße den Anstieg von 3D-gedruckten Händen durch Gruppen wie Enabling the Future erklären. In diesen Projekten zu Hause fehlt möglicherweise Flash, aber sie bieten einem potenziellen Benutzer die Möglichkeit, sich intensiv an den Entwurfs- und Testphasen zu beteiligen. Darüber hinaus können Sie in dieser Umgebung prosaische Alltagsaktivitäten testen, z. B. sich anziehen oder einem geliebten Menschen oder Kind helfen, sich auf den Tag vorzubereiten, der in laborbasierten Szenarien häufig übersehen wird. Schließlich sind die Kosten für den 3D-Druck im Vergleich zur Anschaffung eines Marktgeräts erheblich geringer.
Nach dem derzeitigen Stand der Prothesentechnologie befinden sich die Forscher an einer Schnittstelle zwischen Technologie und Benutzerfreundlichkeit. Ein Weg besteht darin, die unablässige Suche nach einer größeren technologischen Komplexität der Prothetik voranzutreiben, um den menschlichen Körper anzunähern. Dieser Weg führt zu mehr Aufregung über die Wunder der Technologie und interessante, von Fachleuten geprüfte wissenschaftliche Veröffentlichungen, kann jedoch den allgemeinen Nutzen dieser Geräte aus Benutzersicht nicht verbessern. Der andere Weg wird die Wissenschaftler dazu veranlassen, sich und ihre Arbeit mit den tatsächlichen Bedürfnissen der Patienten in Einklang zu bringen und in eine benutzerorientiertere Richtung voranzukommen.
Sobald wir eine Technologie etabliert haben, die es uns ermöglicht, die menschliche Form mühelos nachzuahmen, wird dieser Dialog zwischen Wissenschaftlern und Anwendern möglicherweise irrelevant. Bis dahin sollten wir uns jedoch von der Idee verabschieden, ein Gerät zu entwickeln, das unabhängig von seiner Komplexität auf menschlicher Ebene funktioniert. Es ist an der Zeit, anzuerkennen, dass Prothesen für echte Patienten im Alltag nur so gut wie nützlich sind. Mit anderen Worten, es ist Zeit für eine engere Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern und Anwendern von Prothesen, um die Lücke zwischen Technologie und Praktikabilität zu schließen.
Patrick McGurrin hat einen Bachelor-Abschluss in Psychologie von der University of Pittsburgh und promoviert derzeit in Psychologie. in Neurowissenschaften an der Arizona State University.
Dieser Artikel wurde für Future Tense, einen Zócalo-Partner, geschrieben. Future Tense ist ein Projekt der Arizona State University, New America und Slate. Eine Version erschien auch auf Slate.com.
