Onderzoekers van de universiteit van Newcastle geven ‘oog-handcoördinatie’ voortaan een nieuwe betekenis. Ze ontwikkelden een bionisch hand dat gebruik maakt van een camera en artificiële intelligentie om objecten te grijpen.
Vandaag werken de meest gesofisticeerde armprotheses ‘myo-elektrisch’: een spiersamentrekking in het armstompje wekt een elektrische spanning op. Via een elektrode op de huid word die spanning versterkt, waarna ze het motortje van de prothese kan aansturen. Om de grijpfunctie doeltreffend te kunnen gebruiken, moet de prothesedrager zijn spierbewegingen prima onder controle kunnen houden. Dat vergt ontzettend veel oefening, concentratie en geduld.
Ondanks de evolutie die bionische armen hebben doorgemaakt, werken ze immers nog steeds volgens hetzelfde principe: de prothesedrager moet op ieder moment bedenken hoe hij zijn kunstarm zal laten bewegen. Onderzoekers van de Universiteit van Newcastle willen daar komaf mee maken door die taak door te schuiven naar de prothese zelf.
Daarvoor rustten ze een prothese uit met een digitale camera en een computertje. Op basis van de beelden leert de computer het object herkennen en hoe er best naar te grijpen. Daarvoor werden neurale netwerken getraind. Na die training, bleek het bionisch hand 88 procent van de objecten succesvol te kunnen vastnemen.
Intuïtief hand
“De computer klasseert de gefilmde objecten in groepen op basis van welke beweging het bionisch hand zal moeten maken om het op te kunnen pakken”, vertelt biomedisch ingenieur Kianoush Nazarpour. Zijn team programmeerde vier verschillende grepen.
“Het mooie aan ons systeem is dat het zo flexibel is. In plaats van te werken met een database waarin elk object gekoppeld is aan een greep, leert het kunsthand zelf welke greep het best werkt voor het object dat het ziet. Op die manier kan het hand ook naar nieuwe objecten grijpen die het nooit eerder gezien heeft. We ontwikkelden een intuïtief hand dat op de juiste manier beweegt – zonder dat de patiënt daarover moet nadenken.”
Tussen het moment dat het hand een object ‘ziet’ en het moment dat het een signaal krijgt in welke greep het moet vastgenomen worden, zitten amper enkele milliseconden. Dat is een factor tien sneller dan de snelste bionische arm die nu op de markt is. In een volgende onderzoeksfase zal het hand ook de druk en temperatuur voelen van het object waarnaar het grijpt.
