Zintuigen verbinden ons lichaam met de wereld om ons heen. Ingenieurs proberen de sensatie van onze vijf zintuigen – tastzin, reukzin, smaakzin, gehoor en zicht – na te maken en werken zelfs aan superzintuigen. Zal het ze ook lukken om robots met kunstmatige zintuigen menselijker te maken?

 ‘Ik houd van de vingers van mijn partner, maar hij heeft er maar tien. Hoe zou het zijn als hij er veel meer had?’ Voor kunstenaar Laura Dima heeft aanraking iets magisch. Ze ging met haar idee aan de slag en goot een mal van een van de vingers van haar man. Uit siliconen maakte ze vervolgens dertienhonderd replica’s: ‘The Finger Rub Rug’, een multimedia-installatie die de afgelopen maanden in Amsterdam werd geëxposeerd. Je kon de vingers aanraken; dankzij een verwarmingsinstallatie onder het ‘bed van vingers’ voelden ze warm aan. Verder konden ze weinig, maar de sensatie van aanraking was reëel.

Behalve met onze huid, vangen we prikkels op met onze neus, ogen, tong of oren. De vijf zintuigen vormen de verbinding tussen ons lichaam en de wereld om ons heen. In hoeverre zijn ingenieurs er al in geslaagd om die sensaties na te maken? En welke kant gaat de ontwikkeling op? Worden robots menselijker wanneer ze van zintuigen zijn voorzien, of beschikken mensen met hulp van technologie ooit over superzintuigen?

Hier één van de vijf zintuigen uit het grotere verhaal in het oktobernummer van De Ingenieur.
 

Tastzin

Voelen op afstand

Steeds meer apparaten worden uitgerust met haptische waarneming, ze reageren op aanraking. Ingenieurs hopen nu zelfs de gevoeligheid van snorharen te kunnen imiteren.

Aanraking kan risicovol zijn, maar is ook een belangrijke menselijke behoefte. Dat hebben we de afgelopen maanden tegen wil en dank moeten leren. Ook robots kunnen aanraking ervaren. Steeds meer apparaten beschikken over haptische waarneming. Het beeldscherm van onze smartphone is voorzien van dunne sensorlagen die iedere aanraking registreren en vertalen naar de gewenste handeling.

Niet alleen de plek waar de aanraking plaatsvindt is daarbij belangrijk, ook de kracht waarmee de onzichtbare sensor wordt beroerd: drukken we iets harder, dan reageert de telefoon daar anders op dan op een zachte aanraking.
 

Handschoen

Tegelijkertijd zoeken ingenieurs naar nieuwe, haptische toepassingen in virtuele werelden. Bij het gamen zetten spelers steeds vaker een bril en een koptelefoon op om volledig in het spel op te gaan. Australische onderzoekers presenteerden afgelopen maand een handschoen waarmee we in zo’n gameomgeving ook een instrument of een wapen kunnen oppakken – of althans exact die sensatie kunnen voelen. De ‘huid’ van de handschoen geeft exact de kracht, de trilling en de beweging door die we zouden voelen wanneer we het échte voorwerp zouden oppakken.

De handschoen werkt op basis van kleine, kunstmatige spieren die fungeren als actuatoren, elementen die bij een elektrische impuls gaan trillen. Twee mensen die allebei zo’n handschoen aan hebben, zullen exact hetzelfde voelen wanneer een van de twee een voorwerp oppakt.

Zo’n handschoen is niet alleen een gimmick of te gebruiken in games, benadrukken de makers. Ook bij operaties is de techniek bruikbaar: een chirurg zou het orgaanweefsel van een patiënt kunnen voelen zonder de patiënt zelf aan te hoeven raken: een virtuele versie van de organen is voldoende.
 

Exoskelet

Foto: SenseGlove

Ook de Delftse startup SenseGlove maakt een handschoen, in de vorm van een exoskelet. Wie die aan heeft, kan exact voelen wat hij op het beeldscherm ziet. Is dat een ei? Knijp niet te hard, want dan zal dat breken. Een virtueel stressballetje daarentegen laat zich makkelijk kneden.

Dankzij sensoren is de positie van elk vingerkootje ten opzichte van het virtuele object nauwkeurig te bepalen, legt chief operating officer Niels Bogerd van SenseGlove uit, en vervolgens kan er per vinger een kracht of een trilling worden uitgeoefend. De SenseGlove wordt al toegepast in trainingen. Onder meer Volkswagenpersoneel gebruikt de handschoen: de assemblage kunnen ze zo oefenen in een virtual reality-omgeving, met VR-bril op. ‘Onderdompeling - immersion - is het sleutelwoord’, zegt Bogerd. ‘Door verschillende zintuigen aan te spreken wordt een virtuele ervaring extra realistisch en ga je er werkelijk in op.’

 

MEER LEZEN OVER ELEKTRONISCHE ZINTUIGEN?

Het volledige verhaal over het nabootsten van menselijke zintuigen vind je in het oktobernummer van De Ingenieur.  Koop de digitale versie voor € 7,50, of neem - met een flinke korting van 25 % - een digitaal jaarabonnement van twaalf nummers voor € 69,-.

•     Ik koop het digitale oktobernummer voor € 7,50 
•     Ik neem een digitaal abonnement voor € 69,-  

 

Openingsfoto Wetenschappers hebben een nieuwe handschoen ontworpen met haptische feedback, die gebruik maakt van kunstmatige spieren in de vingertoppen. Foto UNSW Engineering