Robotarm voelt mieren en zacht briesje met 'huid' van magnetische deeltjes

Robots die een helpende hand bieden - in fabrieken, het huishouden, de zorg, verzin het maar - moeten gevoel hebben. Doorhebben wanneer hun robothanden iets omklemmen bijvoorbeeld, en dan liefst het voorwerp niet fijnknijpen. Daarvoor zijn sensoren nodig die drukverschillen fijntjes waarnemen. Ook op gebied van protheses zijn technologieën in ontwikkeling waarmee mensen met hun kunstledemaat weer kunnen voelen, via eigen zenuwen of implantaten in de hersens.

Onderzoekers uit China schrijven in het vakblad Science Robotics dat ze een sensor hiervoor ontwikkelden die kleine drukverschillen waarneemt, tot kleine insecten en een windvlaag aan toe. Hij bestaat uit een vliesje met magnetische deeltjes en een instrumentje dat het magnetische veld oppikt en omzet in een elektrisch signaal. Het indeuken van het vliesje buigt het magnetische veld naar het meetinstrument toe, waardoor het signaal verandert. Deze signalen zijn over te dragen op menselijke zenuwen, die ook met stroompjes werken, zodat de informatie de hersenen bereikt.

Dat overdragen op de zenuwen is nog problematisch als het gaat om de toepassing in protheses, mailt Yiwei Liu van het Ningbo Instituut van Materiaaltechnologie en Ingenieurswezen, medeauteur van de publicatie. Ons begrip van de werking van zenuwen is op dit gebied nog beperkt en het bouwen van verbindingen tussen elektronica en het lichaam die lange tijd stabiel blijven, is zeer uitdagend, laat hij weten.

Hersenimplantaten kennen soortgelijke problemen, weet Nick Ramsey, hoogleraar neurowetenschappen bij het Universitair Medisch Centrum in Utrecht. Zo zijn de hersens nog niet zodanig in kaart gebracht dat bekend is welk hersengebiedje welke vinger aanstuurt. "Het is een longshot, maar wel mogelijk", zo voegt hij eraan toe.

Als veelbelovend voorbeeld noemt hij een Amerikaans onderzoek uit 2016, waarbij een 28-jarige man een beetje gevoel in een robothand kreeg via een hersenimplantaat. Dergelijke robotarmen zitten nog in de labfase.

Eenvoudig ontwerp

Nieuw is de manier waarop deze sensor werkt, zegt Wim Rutten, hoogleraar neurotechnologie aan de Universiteit Twente. Bovendien is het met zijn diameter van 1 millimeter een relatief kleine variant. Verder is het vooral een toevoeging aan het arsenaal van gevoelssensoren, stelt hij. Er bestaan immers meer sensoren die vergelijkbare prestaties leveren. Wel is de betrekkelijke eenvoud van dit ontwerp mogelijk gunstig, omdat het de productie kan vereenvoudigen, wat weer goedkopere kunsthuiden oplevert.

Maar hij plaatst ook een aantal vraagtekens. Bij de stevigheid van het dunne vliesje, bijvoorbeeld. "Mooi dat de sensor een mier kan voelen, maar blijft hij heel als je bekers moet oppakken?"

Ook bij de praktische uitvoering voorziet Rutten problemen. Denk aan de honderden draadjes die nodig zijn om al die kleine sensoren aan te sluiten. Toepassing in protheses die zijn aangesloten op het menselijke zenuwstelsel, is wat hem betreft nog niet aan de orde. "Hou het eerst maar bij robots."