ArchivDeutsches Ärzteblatt3/2009Innovationspreis: Bei Beethoven die Zähne zusammenbeißen

KULTUR

Innovationspreis: Bei Beethoven die Zähne zusammenbeißen

Krödel, Arndt

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Mit seiner Erfindung einer drahtlosen Pedalsteuerung gelang dem Heidelberger Ingenieur Rüdiger Rupp ein technisches Kunstwerk, das eine Weltnovität darstellt. Foto: Rüdiger Rupp
Mit seiner Erfindung einer drahtlosen Pedalsteuerung gelang dem Heidelberger Ingenieur Rüdiger Rupp ein technisches Kunstwerk, das eine Weltnovität darstellt. Foto: Rüdiger Rupp
Heidelberger Wissenschaftler entwickelte drahtlose Klavier-Pedalsteuerung für Querschnittsgelähmte.

Noch vor nicht allzu langer Zeit war es eine Vision – dass es eines Tages für einen paraplegischen Pianisten möglich sein würde, bei einem öffentlichen Klavierkonzert neben dem Einsatz seiner Hände auch die Pedalnotierungen in der Partitur auszuführen, in der geforderten abgestuften Differenziertheit und ohne irgendwelche auffälligen Schalter oder Kabel. Dass die Vision nun zur handfesten Realität wurde, ist dem Heidelberger Ingenieur Dr. Rüdiger Rupp zu verdanken: Mit seiner Erfindung einer drahtlosen Pedalsteuerung gelang ihm ein technisches Kunststück, das eine Weltnovität darstellt und kürzlich mit dem Innovationspreis 2008 der Deutschen Stiftung Querschnittlähmung ausgezeichnet wurde. Rupp, Leiter der Forschungsabteilung im Querschnittzentrum der Orthopädischen Universitätsklinik Heidelberg, erhielt den mit 15 000 Euro dotierten Preis auf einer Veranstaltung in München aus den Händen des damaligen bayerischen Ministerpräsidenten Günther Beckstein.

Schon 1986 hatte die Bayreuther Klaviermanufaktur Steingraeber & Söhne technische Lösungen mit speziellen Impulsgebern entwickelt, mit deren Hilfe Paraplegiker durch Einschalten eines Elektromotors auch das (rechte) Pedal eines Konzertflügels betätigen konnten. Das ermöglichte ihnen, nicht nur frühe (ohne Pedal notierte) Klaviermusik zu spielen, sondern die komplette Literatur ab Beethoven bis zur Neuzeit. Allerdings waren diese elektromagnetischen Pedalsteuerungen für pianistische Ansprüche zu undifferenziert, da es sich um reine Ein- und Ausschaltungen handelte. Auch die Kabelverbindung zu dem unten an der Pedalerie angebrachten Motor eignete sich nicht für öffentliche Konzerte.

Als die Bayreuther Klavierbauer 2006 den Auftrag eines querschnittsgelähmten norwegischen Pianisten zur Entwicklung einer diese Defizite überwindenden Pedalmechanik für Konzertflügel erhielten, nahmen sie Kontakt mit Rupp auf. Der Wissenschaftler befasst sich mit seinen Mitarbeitern seit etwa zehn Jahren mit Systemen, mittels derer querschnittsgelähmte Menschen technische Hilfen steuern können, zum Beispiel „Neuroprothesen“ zur Wiederherstellung der Greiffunktion der Hand. Was nun das neue Projekt zu einer kniffligen Herausforderung für ihn machte, war der Wunsch des Auftraggebers, das Pedal des Konzertflügels auch in Zwischenstellungen bedienen zu können – wie etwa „Halbpedal, Flatterpedal“ – und darüber hinaus die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der das Pedal heruntergedrückt wird.

Die Lösung fand Rupp in der Beißsteuerung. „Wir werten die Kraft aus, mit der ein Querschnittsgelähmter die Zähne zusammenbeißt. Je nachdem, wie stark er dies tut, kann er die Stellung des Pedals kontrollieren“, so der Forscher. Ein hochempfindlicher Kraft- oder Drucksensor, der direkt in die Kau-fläche einer auf dem Oberkiefer befestigten Beißschiene eingegossen ist, registriert die Beißkraft des Anwenders. Mit der Entwicklung einer drahtlosen Signalübertragung erfüllte Rupp auch die Vorgabe eines kosmetisch unauffälligen Steuerungssystems, mit dem der Pianist gewissermaßen öffentlich „präsentabel“ ist: Ein in der rechten Wangentasche platziertes Funkmodul, eine Art Minisender mit ebenso minimalem Stromverbrauch, leitet die Signale des Sensors weiter an den Elektromotor, der das Pedal entsprechend bedient. Das Modul selbst wurde von einer US-Firma für andere Zwecke entwickelt.

In der linken Wangentasche befindet sich die Knopfzelle, deren Leistung für zwölf Stunden reicht. Das Neue an diesem ausgeklügelten System: Es werden abgestufte Signale weitergegeben, also nicht nur „Ein – Aus“. Kommt der querschnittsgelähmte Pianist in seinem Beethoven-Konzert an eine Stelle mit Pedalnotierung, beißt er buchstäblich die Zähne zusammen, stärker oder schwächer – und kann so die gleiche differenzierte Klangwirkung erzielen wie ein Nichtbehinderter. Jedes Modul wird ganz individuell nach Maß gefertigt.

Wenn querschnittsgelähmte Pianisten sich dank dieser Erfindung wieder präsentieren können, bedeutet dies ein weiteres Stück Normalität für behinderte Menschen. Am nächsten Schritt arbeitet Rupp schon: an einer Erweiterung der Steuerungsmöglichkeiten durch Auswertung der Zungenkraft beziehungsweise -position mittels einer druckempfindlichen Folie, die hinter den Schneidezähnen befestigt wird. Die daraus abgeleiteten, ebenfalls analogen Signale könnten dann auch die anderen beiden Pedale des Konzertflügels steuern.
Arndt Krödel
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