Forscher geben Prothesenhänden den Tastsinn zurück

Service Engineering

Dank Flüssigmetallsensoren, die von Forschern des College of Engineering and Computer Science der Florida Atlantic University sowie Mitarbeitern in den Vereinigten Staaten entwickelt wurden, sieht es vielversprechend aus, den Tastsinn von Handprothesen wiederherzustellen. Die Technologie, die in Elastomere auf Silikonbasis eingebettet ist, soll Vorteile gegenüber herkömmlichen Sensoren bieten, darunter hohe Nachgiebigkeit, Leitfähigkeit, Dehnbarkeit und Flexibilität. Die Forscher verwendeten einzelne Fingerspitzen an der Prothese, um während der Studie, die in Sensoren beschrieben wird, zwischen verschiedenen Geschwindigkeiten einer Gleitbewegung entlang verschiedener strukturierter Oberflächen zu unterscheiden. Um Geschwindigkeiten und Texturen zu erkennen, trainierten die Forscher vier maschinelle Lernalgorithmen. Für jede der zehn Oberflächen wurden zwanzig Versuche gesammelt, um die Fähigkeit der Algorithmen des maschinellen Lernens zu testen, zwischen den zehn verschiedenen komplexen Oberflächen zu unterscheiden, die aus zufällig generierten Permutationen von vier separaten Texturen bestehen. Die Integration taktiler Informationen von Flüssigmetallsensoren auf vier Fingerkuppen der Handprothese unterschied laut den Ergebnissen zwischen komplizierten, mehrfach strukturierten Oberflächen. Die maschinellen Lernalgorithmen waren in der Lage, mit jedem Finger punktgenau zwischen allen Geschwindigkeiten zu unterscheiden. Diese neue Technologie könnte Amputierten helfen, ihren Tastsinn wiederzuerlangen, indem sie die Kontrolle der Handprothesen verbessert und ein haptisches Feedback liefert. Erik Engeberg, Ph.D., Senior Author, Mitglied des FAU Stiles-Nicholson Brain Institute und des FAU Institute for Sensing and Embedded Network Systems Engineering (I-SENSE) und außerordentlicher Professor am Department of Ocean and Mechanical Engineering, sagte Erik Engeberg, Ph.D. : âEs wurde viel an taktilen Sensoren für künstliche Hände geforscht, aber es besteht immer noch Bedarf an Fortschritten bei leichten, kostengünstigen und robusten multimodalen taktilen Sensoren. Die taktilen Informationen aller einzelnen Fingerkuppen in unserer Studie bildeten die Grundlage für eine höhere Handwahrnehmung, die die Unterscheidung von zehn komplexen, multitexturierten Oberflächen ermöglichte, die mit rein lokalen Informationen einer einzelnen Fingerkuppe nicht möglich gewesen wäre. Wir glauben, dass diese taktilen Details in Zukunft nützlich sein könnten, um Benutzern von Handprothesen ein realistischeres Erlebnis durch ein fortschrittliches haptisches Display zu bieten, das die Amputierte-Prothese-Schnittstelle bereichern und Amputierte daran hindern könnte, ihre Prothesenhand aufzugeben.â

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