Je leest:

Hoe ver zijn we met de ‘bionische mens’?

Hoe ver zijn we met de ‘bionische mens’?

Auteur: | 3 september 2011

Een mens dat gebruik maakt van kunstmatige, mechanische systemen in zijn lichaam, in plaats van bijvoorbeeld een oog, arm of been: wat is er mogelijk? Rob Spence, een Canadese filmmaker die zelf een bionisch oog heeft, onderzoekt het in zijn documentaire.

Links het camerasysteem, rechts de nagemaakte ooglens.

Er zit een persoonlijk verhaal achter de documentaire van Rob Spence. De Canadese filmmaker verloor op jonge leeftijd zijn oog en heeft nu een kunstmatige vervanger. De prothese bevat een miniatuurvideocamera, die het beeld direct draadloos doorstuurt naar een recorder. Het systeem deed hem denken aan het computerspel Deus Ex: Human Revolution, dat deze maand gelanceerd werd. De hoofdfiguur Adam Jensen heeft ook een bionisch oog, en nog veel meer ingebouwde hightech snufjes, zoals kunstmatige armen en benen. Spence vroeg zich af hoe ver we daar in werkelijkheid mee zijn. Lopen we er in 2027, net als Jensen, echt bij als halve robots?

Helaas is zijn film (ongeveer 12 minuten) in het Engels en zonder ondertitels:

Weer/meer zien

Spence onderzoekt eerst het bionische oog. In het computerspel is Jensens oog direct gekoppeld aan zijn hersenen, dat heeft Spence zelf niet. In tegenstelling tot Jensen moet Spence op een scherm kijken om te zien wat zijn nepoog ziet. In Finland is er echter een man die wel een rechtstreekse verbinding had tussen een implantaat en zijn hersenen. Miika Terho deed mee aan een onderzoeksproject waarbij een minuscule computerchip (drie bij drie millimeter) vlak onder zijn netvlies werd ingebracht. De chip vervangt de kapotte fotoreceptoren die normaal gesproken licht omzetten in zenuwimpulsen. Deze taak blijkt de chip goed te kunnen overnemen; in de film zie je dat Terho een banaan correct herkent.

In Deus Ex ziet Jensen echter méér dan de werkelijkheid. Zijn oog is uitgerust met zogenaamde augmented reality, oftewel ‘toegevoegde realiteit’. Het is een laag met extra informatie die bovenop het echte beeld getoond wordt. Je kent het misschien wel van je telefoon, want met de app Layar kun je zoiets ook doen.

Het bedrijf Tanagram Partners heeft een brandweermasker ontwikkeld met ingebouwde augmented reality. Directeur Joseph Junke: “Als de brandweerlieden door het scherm van het masker kijken, zien ze allerlei essentiële informatie, zoals het zuurstofgehalte en de temperatuur.” Door een vuist te maken, wordt een menu geactiveerd. De opties verschijnen op de vingers en zo kan de brandweerman nog meer gegeven opvragen. “Ik voorzie dat we binnen een jaar werkende prototypes hebben en het jaar daarop de markt op kunnen”, vertelt Junke.

Daarmee hebben we dus alles om een oog als dat van Jensen te maken: de videocamera van Spence, het implantaat van Terho en de computertechniek van Tanagram Partners hoeven ‘alleen nog maar’ aan elkaar gekoppeld te worden.

Goed alternatief

Hoe staat het met de mechanische armen van Jensen? Kunnen we die ook (in theorie) al maken? In de documentaire komen twee mannen voorbij met hightech protheses aan hun elleboog. Jason Henderson verloor beide armen bij een vuurwerkongeluk en Keiron McCammon mist zijn oorspronkelijke linkerarm sinds een paragliding ongeluk. Ze gebruiken allebei i-LIMB-systemen van Touch Bionics.

Elektrische spieren

Het meten van elektrische activiteit van spieren heet elektromyografie. De term stamt al uit 1890 toen de activiteit voor het eerst werd vastgelegd.

“De kunstarmen worden aangestuurd door armspieren die nog wel intact zijn. Die geven de elektrische signalen van je zenuwstelsel door aan de prothese”, vertelt Henderson. McCammon wijst de sensoren aan die de signalen ontvangen. Hij laat zien dat wanneer hij een bepaalde spier aanspant, de hand van zijn prothese opent. “Maar ik hoef er niet speciaal bij na te denken. Ik denk alsof er een echte hand zit die ik wil openen”, aldus McCammon.

Links zie je James Henderson, rechts Keiron McCammon.

Het bijzondere aan i-LIMB is dat alle vingers afzonderlijk kunnen bewegen. Hierdoor lijkt het grijpen van de robothand erg op dat van een echte hand. De i-LIMB bevat een ingebouwd detectiesysteem dat aan de vingers doorgeeft wanneer er voldoende grip is bij het oppakken van een object. Dan houden de vingers op met grijpen, maar ze blijven wel op hun plaats. Totdat ze van de werkende armspieren het signaal krijgen dat ze open moeten.

Ook de trap op

Ogen, armen; nu nog benen. Daarvoor gaat Spence eerst naar Heath Calhoun, een Amerikaan die zijn benen verloor in militaire dienst. Zijn kunstmatige vervangers bestaan uit drie delen: de knie, een tussenstuk en de voet. Sensoren in het tussenstuk vertellen een microprocessor in de knie of er meer of minder weerstand nodig is. Per seconde wordt dat vijftig keer gemeten en doorgegeven. Calhoun kan er prima mee lopen, maar een trap vormt nog een obstakel. “Mensen bij wie de benen boven de knie zijn geamputeerd, missen de kracht om zichzelf omhoog te duwen”, aldus Calhoun.

De IJslandse firma Össur heeft daar iets op bedacht, de zogenaamde Power Knee. Onderzoeker David Jöhnsson (verloor eigen been door kanker) legt uit: “De Power Knee bevat een motor die de verloren spierkracht vervangt, dat heeft geen enkele andere prothese. Hierdoor kan ik goed opstaan uit een stoel of de trap op lopen. Met de Power Knee kom ik dichter in de buurt van gewoon lopen.”

In 2027?

Spence vraagt de mensen in zijn documentaire ook naar de toekomst, want Deus Ex: Human revolution speelt zich af in 2027, wat niet eens zo heel ver weg is. Jason Henderson verwacht vooral veel ontwikkeling bij genetische protheses; protheses gemaakt van ‘echt’ materiaal uit je eigen lijf. McCammon houdt het bij robotachtige armen: “Elke achttien maanden verdubbelen de mogelijkheden van biomechanische systemen en komen ze dus dubbel zo dicht in de buurt van het menselijk lichaam.” Volgens Jöhnsson is het benaderen van onze oorspronkelijke ledematen niet noodzakelijk. “Wie zegt dat een gewoon menselijk been het meest optimaal is? Onze benen zijn geëvolueerd naar wat ze nu zijn, maar dat hoeft niet het eind van de ontwikkeling te zijn”, zegt Jöhnsson.

Deus Ex: Human Revolution

Het computerspel met Adam Jensen is onlangs uitgekomen. Op youtube vind je veel beeldmateriaal van het spel, waaronder onderstaande trailer:

De maker van het brandweermasker is ervan overtuigd dat we in 2027 een Adam Jensen kunnen creëren. Junke: “Het grootste probleem is nog de interface tussen brein en machine. Elk brein is uniek en het groeit op basis van je ervaringen. Dus de locatie waarop dingen worden verwerkt, verschilt enigszins van persoon tot persoon.” Maar de techniek gaat razendsnel, zo stelt Tarho. “Kijk maar naar andere technologieën, zoals mobiele telefonie. Bionische protheses zullen zo’n zelfde pad volgen.” “Techniek ontwikkelt zich sneller dan wij kunnen bedenken”, zegt Jöhnsson. “Er zijn nu al plekken op de wereld waar dingen uitgeprobeerd worden wij niets van weten.” Misschien loopt er ergens dus al een Adam Jensen rond…

Zie ook:

Lees meer over robotica op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/robotica/robot/robots/index.atom?m=of", “max”=>"7", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 september 2011

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.