Protheses waarmee de gebruiker echt kan voelen, zijn een stap dichterbij gekomen. Ingenieurs van Stanford University hebben met flexibele elektronica een kunsthuid gemaakt die bij aanraking een digitaal signaal opwekt dat evenredig is met de hoeveelheid druk die erop wordt uitgeoefend.

Mensen die een ledemaat hebben verloren door ziekte of een ongeluk hebben vaak baat bij een kunstledemaat, een prothese. Een mooie oplossing, maar zo’n prothese ontbeert tastzin; je krijgt het gevoel er niet mee terug. Daarom werken onderzoekers over de hele wereld aan technische oplossingen hiervoor: ze proberen een kunstmatige huid te ontwikkelen die gevoelig is voor druk en bij aanraking signalen doorgeeft aan het brein van de drager.

Onderzoekers van Stanford University in de VS hebben hierin nu een forse stap gezet, zo melden ze in het tijdschrift Science. Ze hebben een flexibele sensor geprint met een functionele laag die nanobuisjes van koolstof bevat. Hoe meer deze worden samengedrukt, hoe meer stroom ze geleiden. De crux is dat de aanwezige elektronica hieruit direct een digitaal signaal haalt. Dit is een reeks pulsen waarvan de frequentie recht evenredig is met de druk die op de huid wordt uitgeoefend.

Close-up van de vingertoppen op de prothesehand.

De reeks pulsen, van hoogstens 200 Hz, vormen een signaal dat het brein zou kunnen interpreteren. Eerder ontwikkelde kunsthuiden werkten met een analoog signaal, dat vervolgens eerst met een microcontroller moest worden omgezet in pulsen. Deze omweg gaf vaak ongewenste ruis en kostte veel energie. De Stanford-techneuten willen deze stap dus omzeilen en direct bruikbare pulsen opwekken.

De onderzoekers spreken voorzichtig van een doorbraak. ‘Omdat we de signalen nabootsen die het lichaam ook gebruikt, hebben we een grotere kans dat onze kunsthuid goed zal samenwerken met het brein’, vertelt onderzoeker Alex Chortos aan website The Verge.

Nadelen zijn er natuurlijk ook. Voor een enkele druksensor is bij deze aanpak al veel elektronica nodig. Dat levert een wirwar aan geleidende baantjes en verbindingen op. Daarnaast moet het bestaande ontwerp nog flink verkleind worden om ooit praktisch te kunnen worden gebruikt.

Images credit: Bao Research Group/Stanford University