Een recente studie van neuroingenieur Silvestro Micera en zijn team van de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), gepubliceerd in Science Robotics, introduceert een methode waarbij de beweging van het middenrif wordt gebruikt om een extra, robotische arm te besturen.
Micera, verbonden aan de Bertarelli Foundation in Translationele Neuroengineering en professor in Bio-elektronica aan de Scuola Superiore Sant’Anna, licht toe: “Deze studie toont aan dat het mogelijk is om extra ledematen uitgebreid te besturen en dat gelijktijdige controle met onze natuurlijke armen haalbaar is.”
Het onderzoek is onderdeel van het Third-Arm project, gefinancierd door de Zwitserse Nationale Wetenschapsstichting, en richt zich op het ontwikkelen van een draagbare robotarm ter ondersteuning bij dagelijkse taken en bij zoek- en reddingswerkzaamheden. Micera ziet de studie als een kans om inzicht te krijgen in de cognitieve aspecten van het besturen van een extra arm.
“Het doel is te ontdekken of de hersenen zich kunnen aanpassen om nieuwe ledematen te coördineren,” zegt Solaiman Shokur, mede-onderzoeksleider en senior wetenschapper aan het Neuro-X Instituut van EPFL.
De onderzoekers maakten gebruik van een virtuele omgeving om te testen hoe iemand een virtuele arm kon besturen door middel van middenrifbewegingen. Deze methode bleek geen invloed te hebben op het gebruik van de biologische armen, spraak of oogbewegingen. Deelnemers droegen een VR-headset en zagen drie armen: hun eigen twee en een extra symmetrische arm met zes vingers.
Giulia Dominijanni, een PhD-studente aan het Neuro-X Instituut, benadrukt: “We hebben een symmetrische hand gebruikt om voorkeur voor de linker- of rechterhand te vermijden.” In de proefopstelling bestuurden de deelnemers de virtuele armen met een exoskelet en de derde arm met middenrifbewegingen.
Deze studie, uitgevoerd bij 61 gezonde proefpersonen over meer dan 150 sessies, toonde aan dat de besturing van de derde arm intuïtief is en geen invloed heeft op spraak. Ook werden vestigiale oorspieren onderzocht voor het besturen van een computermuis.
Micera benadrukt het belang van deze studie voor zowel herstel als uitbreiding van menselijke capaciteiten: “We onderzoeken nu het gebruik van complexere robotapparaten in realistische situaties, zowel binnen als buiten het laboratorium, om de volledige potentie van deze aanpak te begrijpen.”
Video/Foto: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
