• IT-Karriere:
  • Services:

Armprothese: Forscher simulieren Tastsinn

US-Wissenschaftler haben einen wichtigen Schritt hin zu Armprothesen mit Gefühl gemacht. Es ist ihnen gelungen, Affen Berührungen durch Stimulation des Gehirns vorzugaukeln. Auf der Basis der Tests haben sie Algorithmen für Prothesen entwickelt.

Artikel veröffentlicht am ,
Roboterhand, Hand (Symbolbild): Berührung mit elektrischen Signalen im Gehirn simuliert
Roboterhand, Hand (Symbolbild): Berührung mit elektrischen Signalen im Gehirn simuliert (Bild: PNAS)

Bionische Prothesen, die die Funktion amputierter Gliedmaßen ersetzen, gibt es schon. Wissenschaftler der Universität von Chicago und der Johns-Hopkins-Universität in Baltimore arbeiten am nächsten Schritt: Sie wollen eine Prothese bauen, die nicht nur funktioniert, sondern auch fühlt. Ihre Forschungsergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

Stellenmarkt
  1. ModuleWorks GmbH, Aachen
  2. Standard Life Versicherung, Frankfurt am Main

"Um die sensomotorische Funktion eines Arms wiederherzustellen, muss man nicht nur die motorischen Signale, die das Gehirn an den Arm sendet, ersetzen, sondern auch die sensorischen, die der Arm ans Gehirn schickt", erklärt Sliman Bensmaia, Hauptautor der Studie.

Versuche mit Rhesusaffen

Bensmaia und seine Kollegen haben sich auf den sensorischen Aspekt spezialisiert. Es ist ihnen gelungen, elektrische Signale an das Gehirn von Versuchstieren zu senden, die die Tiere wie eine Berührung wahrgenommen haben. Die Forscher haben mit Rhesusaffen gearbeitet, deren sensorisches System dem menschlichen sehr ähnlich ist.

Zunächst ging es darum, eine Berührung zu lokalisieren - also festzustellen, wie die Haut berührt wurde. Die Affen wurden dafür darauf trainiert, auf eine Berührung eines Fingers mit einer Drehung des Kopfes zu reagieren. Dann stimulierten die Forscher die Region im Gehirn, die die Finger steuert - mit einer Elektrode. Die Affen reagierten auf diesen Reiz ebenso wie auf eine physische Berührung.

Drucksimulation

Auf ähnliche Weise konnten sie den Affen auch die Wahrnehmung von Druck vorgaukeln. Auch brachten sie den Affen zunächst bei, auf physischen Druck zu reagieren. Dann simulierten sie diesen durch einen elektrischen Reiz im Gehirn. Ein eigens entwickelter Algorithmus regelte die Stärke des Stroms, um die entsprechende Sinneswahrnehmung auszulösen. Auch hier reagierten die Affen auf den Reiz im Gehirn ebenso wie auf physischen Druck.

Schwieriger wird es beim Anfassen: Berührt eine Hand einen Gegenstand oder lässt diesen los, gibt es eine Häufung von elektrischer Aktivität im Gehirn. Doch auch ein solcher Ausbruch an Aktivität lässt sich nach den Erkenntnissen der Forscher nachbilden.

Auf der Basis dieser Versuche haben die Forscher eine Reihe von Befehlen für bionische Armprothesen entwickelt. Diese sollen über eine spezielle Schnittstelle dem Gehirn sensorische Wahrnehmungen mitteilen.

Mehr Funktionen

"Die Algorithmen zur Entschlüsselung von motorischen Signalen sind so stark verbessert worden, dass es möglich ist, einen Arm mit sieben Freiheitsgraden zu steuern", sagt Bensmaia. Er glaube aber, dass die bionischen Prothesen erst dann praktikabel sein würden, wenn auch eine sensorische Rückmeldung eingebaut sei. "Wenn das der Fall ist, wird der Funktionsumfang dieser Gliedmaßen deutlich vergrößert."

Das Projekt ist Teil des Forschungsprogramms Revolutionizing Prosthetics, das die Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa) vor einigen Jahren eingerichtet hat. Dessen Ziel ist, Prothesen für die oberen Gliedmaßen zu entwickeln, die dem Amputierten nicht nur die Funktion, sondern auch das Gefühl geben.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


Anzeige
Hardware-Angebote

Flexor 16. Okt 2013

Vielen vielen dank Malachi, das ist echt interessant.

Flexor 15. Okt 2013

Ich habe da auch nichts gegen. Wobei Roboter sind da schon sehr weit: http://www.youtube...


Folgen Sie uns
       


Outriders angespielt

Im Video stellt Golem.de das von People Can Fly entwickelte Actionspiel Outriders vor.

Outriders angespielt Video aufrufen
Programm für IT-Jobeinstieg: Hoffen auf den Klebeeffekt
Programm für IT-Jobeinstieg
Hoffen auf den Klebeeffekt

Aktuell ist der Jobeinstieg für junge Ingenieure und Informatiker schwer. Um ihnen zu helfen, hat das Land Baden-Württemberg eine interessante Idee: Es macht sich selbst zur Zeitarbeitsfirma.
Ein Bericht von Peter Ilg

  1. Arbeitszeit Das Sechs-Stunden-Experiment bei Sipgate
  2. Neuorientierung im IT-Job Endlich mal machen!
  3. IT-Unternehmen Die richtige Software für ein Projekt finden

Weclapp-CTO Ertan Özdil: Wir dürfen nicht in Schönheit und Perfektion untergehen!
Weclapp-CTO Ertan Özdil
"Wir dürfen nicht in Schönheit und Perfektion untergehen!"

Der CTO von Weclapp träumt von smarter Software, die menschliches Eingreifen in der nächsten ERP-Generation reduziert. Deutschen Perfektionismus hält Ertan Özdil aber für gefährlich.
Ein Interview von Maja Hoock


    Fiat 500 als E-Auto im Test: Kleinstwagen mit großem Potenzial
    Fiat 500 als E-Auto im Test
    Kleinstwagen mit großem Potenzial

    Fiat hat einen neuen 500er entwickelt. Der Kleine fährt elektrisch - und zwar richtig gut.
    Ein Test von Peter Ilg

    1. Vierradlenkung Elektrischer GMC Hummer SUV fährt im Krabbengang seitwärts
    2. MG Cyberster MG B Roadster mit Lasergürtel und Union Jack
    3. Elektroauto E-Auto-Prämie übersteigt in 2021 schon Vorjahressumme

      •  /