Der Mann am Tisch hat das Messer aus der Hand gelegt. Zielgerichtet greift er nach der Tasse neben seinem Teller. Daumen, Zeige- und Mittelfinger umfassen vorsichtig den Henkel, zügig führt er den Kaffee zum Mund. Nur der ungewöhnlich weit mit hochgezogene Ellenbogen lässt die Haltung etwas unnatürlich erscheinen, außerdem ist die Hand mit der Tasse im Vergleich zur anderen etwas blasser.

Mit einer flüssigen Bewegung stellt der Mann die Tasse zurück auf den Tisch, und noch während er wieder zur Gabel greift, erstarrt er plötzlich in absoluter Bewegungslosigkeit: Stefan Schulz, Leiter der Abteilung Prothetik am Forschungszentrum Karlsruhe, hat das Demovideo auf seinem Laptop angehalten.

"Das ist unser erster Testpatient gewesen", sagt er, "der hat innerhalb von fünf Minuten gelernt, diese Hand zu benutzen wie seine eigene." Die rechte Hand des Mannes auf dem Bildschirm ist eine Prothese. Allerdings eine, der man das erst auf den dritten Blick ansieht.

Der promovierte Elektrotechnikingenieur Schulz und seine Mitarbeiter haben es sich zum Ziel gesetzt, eine künstliche Hand mit dem Aussehen und den wesentlichen Funktionen einer echten zu entwickeln.

Selbstfettender Handschuh

Was vor Schulz auf dem Labortisch liegt, sieht aus wie Requisiten aus Frankenstein- und Terminator-Filmen: metallene Hände in unterschiedlicher Größe, manche kommen einer echten Hand anatomisch sehr nahe, andere erinnern mehr an die Stahlkralle eines Cyborgs. Ganz am Ende der Reihe liegt etwas, das aussieht wie Haut, die einer Menschenhand abgezogen wurde. Blassbläuliche Gefäße scheinen durch, und zarte Fältchen durchziehen die Oberfläche. Die breiten Fingernägel haben erstaunliche Ähnlichkeit mit denen an Schulz’ Händen.

"Das ist unser Handschuh, der über die eigentliche Prothese gezogen wird", sagt Schulz stolz, "den hat ein Orthopädiehersteller nach unseren Vorgaben angefertigt. Wird er über die Hand gezogen, sieht das fast aus wie echte Haut. Das ist ein absolutes Novum, denn wenn die Hand greift, gibt es kaum Falten, die Strukturen wie Fingernägel und Adern sind detailgetreu nachempfunden, und Silikon ist an der Oberfläche besonders weich, sodass der Handschuh wie eine echte Hand rutschfesten Kontakt zu den gehaltenen Gegenständen aufnimmt."

Während der gesamten Entwicklungsarbeit stand der Nutzen für die Patienten an erster Stelle. Das ist nicht so selbstverständlich, wie es klingt: "Unsere Hand ist die erste, die nicht nach den Vorstellungen und unter dem Ehrgeiz der Entwickler entstanden ist, sondern nach den Bedürfnissen der Prothesenträger", sagt Schulz. Patienten wünschen sich vor allem einen einzeln bewegbaren Zeigefinger, der auch zum Tippen auf einer Tastatur benutzt werden kann. Sie wollen ein Feedback bekommen, wie viel Kraft die Prothese eigentlich ausübt. Zudem war die Greifgeschwindigkeit bisheriger Prothesen vielen zu niedrig und die Prothese selbst zu schwer. Aber auch kosmetische Aspekte sind Prothesenträgern wichtig: Die Ersatzhand soll nicht sofort als eine solche erkennbar sein.

Natürliche Bewegungen dank Hydraulikantrieb

Schulz und seine Mitarbeiter gingen von Anfang an andere Wege als die Hersteller konventioneller Prothesen, die nur wenige Bewegungen beherrschen und mit Elektromotoren angetrieben werden. Die Karlsruher Prothese ist die erste, deren Bewegungen hydraulisch angetrieben sind. Dafür drückt eine kleine Pumpe Öl durch dünne Schläuche in die Aktoren auf den Fingergelenken. So bewegen sich die Finger auf erstaunlich natürliche Art. Ein Mikrocontroller erkennt, welche Aktion der Patient ausführen will, und steuert die zugehörigen Bewegungen der Finger.

Seine Befehle erhält der Controller aus dem Schaft, der auf dem Armstumpf sitzt. Darin befinden sich zwei Elektroden, die die myoelektrischen Reize zweier Armmuskeln registrieren – mit gezielten Bewegungen dieser Muskeln kann der Patient sämtliche Funktionen der Prothese steuern. Den Schaft zwischen Armstumpf und Kunsthand haben die Forscher beim Prothesenhersteller Otto Bock von der Stange gekauft. "Damit sind unsere Hände mit allen anderen Prothesen kompatibel", sagt Schulz. Mit einer leichten Drehbewegung lässt sich die Hand vom Schaft trennen und durch eine ganz andere Prothese ersetzen.

Das Projekt Kunsthand besteht aus vielen einzelnen Forschungsprojekten. Mediziner, Physiker und Ingenieure zerbrechen sich den Kopf über einzelne, scheinbar kleine Probleme, die für die Entwicklung einer brauchbaren Prothese aber wichtig sind. "Unsere ersten Prototypen waren natürlich viel zu groß und zu schwer", erklärt Schulz und nimmt ein gewaltiges Gerät aus einem Regal, dessen Schaft vollgestopft ist mit Kabeln und Technik. "Alles, was Sie da sehen, steckt jetzt in dem kleinen Rahmen, der die Mittelhand ausmacht."

Jetzt, wo fast alles auf die richtige Größe gebracht ist, geht es nur noch um Feinheiten, wie das Problem der Mikroblasenbildung: "Die Flüssigkeit in der Hand gast langsam aus, und es entstehen winzig kleine Blasen. Die dürfen nicht zu groß werden oder am besten gar nicht erst entstehen, sonst müsste die Hand ja regelmäßig entlüftet werden. Die soll aber möglichst wartungsfrei sein."

Wer sich die Karlsruher Prothese vorführen lässt, kommt nicht umhin, sie schon erstaunlich ausgereift zu finden. Acht aktive Gelenke und fünf Griffarten sorgen für eine beachtliche Beweglichkeit, die den Alltag der Patienten erheblich erleichtert. Mit hauchdünnen Kraftsensoren auf den Fingerspitzen wird die beim Zugreifen ausgeübte Kraft außerdem gemessen und durch unterschiedlich starke Vibrationen der Prothese auf den Armstumpf des Trägers übermittelt. Der bekommt also einen Hinweis darauf, ob die Tasse in seiner Hand zu zerbrechen oder ihm durch die Finger zu rutschen droht. "Wir möchten die Lücke zwischen rein funktionalen Prothesen und rein kosmetischen schließen", sagt Schulz, "die Funktionsprothesen arbeiten praktisch nur als Greifer. Damit könnte man sogar eine Motorsäge halten, aber die sehen entsprechend aus. Und es gibt kosmetische Prothesen, die sehen täuschend echt aus, damit können Sie aber nichts greifen."