Neues Projekt entwickelt ersten sensorischen Finger
In den ersten Jahrzehnten des 21. Jahrhunderts werden die wichtigsten wissenschaftlichen Fortschritte im Bereich der Konvergenz erwartet, also der Zusammenführung von bisher getrennten wissenschaftlichen und ingenieurtechnischen Disziplinen wie Nano- und Biotechnologie oder Informations- und kognitive Wissenschaften. Der Konvergenzansatz bietet potenziell neue Lösungen zur Steigerung der Gesundheit und Lebensqualität von Menschen, die unter Behinderungen wie fehlenden Gliedmaßen leiden. Ein solches Projekt ist das in Kürze beginnende NanoBioTact-Projekt. Die multidisziplinäre Gruppe aus Hochschule und Industrie, die von der EU 4,3 Mio. EUR Fördermittel erhält, möchte einen sogenannten biomimetischen Finger entwickeln, eine Vorstufe zu einer Handprothese, die dem Besitzer auch sensorisches Feedback übermitteln kann. Mit ihrer Arbeit in den Grenzbereichen der Nanotechnologie, Neurologie, Robotik und Materialwissenschaft möchten die Projektpartner einen artikulierten künstlichen Finger schaffen, der direkt mit dem Zentralnervensystem in Verbindung steht und somit dem Benutzer das Tastgefühl zurückgeben kann. Dem Koordinator von NanoBioTact, Mike Adams von der Universität Birmingham, zufolge will das Projekt auf früherer Forschung zur Integration von Signalen von synthetischen Sensoren mit dem Nervensystem aufbauen. "Es wurden bedeutende Fortschritte bei der Verbindung von Prothesen mit dem Körper erzielt und wie diese Art von Informationen direkt mit den Nervenenden verbunden wird", erklärte er. "Aber die heutigen Prothesen sind mit relativ primitiven Kraftübertragungsmechanismen ausgestattet, die der Robotik entstammen. Sie sollen einen Plastikbecher mit Kaffee hochheben, ohne den Inhalt zu verschütten. Aber für Tastgefühl wurden sie nicht konzipiert." Die Verarbeitung der Signale wird die größte Herausforderung sein. Das Team wird eine Reihe nanoskaliger Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) Sensoren entwickeln, die die räumliche Auflösung, Sensitivität und Dynamik der menschlichen taktilen neuronalen Sensoren imitieren. Das kann jedoch nur realisiert werden, wenn wir zuvor die Mechanorezeptoren des Menschen verstehen, sowie die neuronale Codierung der Tausende von Aktionen während einer Tasterfahrung. Die biomimetischen taktilen Sensoren, die im Rahmen des Projekts entwickelt werden, haben einen breiten Anwendungsbereich, einschließlich Prothesen mit neuronaler Sensorik und Steuerung, Robotik mit gesteuerter Greiffunktion und Trainingsbereichen der virtuellen Realität. Darüber hinaus wird das Verständnis des menschlichen Tastsystems auch zur Behandlung von Patienten mit eingeschränkten neurologischen Funktionen beitragen. Die Projektpartner planen, den biomimetischen Finger zum Ende der dreijährigen Projektlaufzeit präsentieren zu können.