Robotpak laat verlamden lopen
Robotpakken begonnen ooit als militair project, maar intussen beginnen ze de geneeskunde te veroveren.
Twee Japanse onderzoekers geven in vakblad Science Robotics een stand van zaken van de exoskeletten, robotpakken, cyborgs, cybernics of hoe u ze ook wil noemen. In sciencefiction zoals Starship troopers of Pacific rim zijn ze al lang gemeengoed: robots die de vorm van een menselijk skelet aannemen, maar dan iets groter dan het origineel, zodat je ze kunt ‘aantrekken’. Je eigen ledematen zijn dan versterkt met een extern skelet, dat getrouw je bewegingen volgt, maar die met meer kracht uitvoert dan je zelf kunt bieden.
Zo’n pak zou militairen superkrachtig en onvermoeibaar maken, terwijl ze toch de intelligentie en kennis behouden van een mens. Slimmer dan een robot, sterker dan een mens, en flexibeler dan een op afstand bediend apparaat. Intussen hebben de militairen zoveel geld in het onderzoek gestopt, en is tegelijk het onderzoek naar artificiële intelligentie zo sterk opgeschoten, dat de resultaten beginnen door te druppelen naar de ge neeskunde, waar die exoskeletten mensen kunnen helpen met stappen.
Yoshiyuki Sankai en Takeru Sakurai geven hun eigen robotpak als voorbeeld: Hal. Ooit stond die naam voor de kwaadaardige computer uit 2001, a space odyssey. Nu staat hij voor Hybrid Assistive Limb. In tegenstelling tot een robot, die zelf denkt, wordt Hal bestuurd door ‘neuromusculaire’ signalen – de elektrische signalen die zenuwen geven aan de spieren die ze aansturen. De interface van Hal pikt die op en speelt ze aan het exoskelet door, dat ze omzet naar bevelen voor zijn motoren en scharnieren. De drager van het skelet hoeft niet in staat te zijn om zijn eigen spieren te bewegen, als hij maar zenuwimpulsen kan sturen.
Elektrisch signaal
Die zenuwsignalen hoeven zelfs de spieren niet te bereiken, zoals het geval is bij mensen met een ‘gebroken rug’, waar de signalen niet verder raken dan de plaats waar de ruggenmergszenuwen beschadigd zijn. Hal pikt de signalen dan voordien op. Niet in de hersenen – hij wordt dus niet door gedachten in enge zin bestuurd – maar onderweg, wanneer de gedachte al de vorm heeft aangenomen van een elektrisch signaal dat langs een zenuw loopt.
Hal kan zo afgesteld worden dat hij niet alleen de gewenste bewegingen uitvoert, maar meteen ook het effect van de zwaartekracht compenseert, zodat de drager zich gewichtloos voelt. Hij moet geen rekening meer houden met de massa en inertie van het exoskelet, dat anders zou aanvoelen als een compleet ander lichaam. Niet dat alles van een leien dakje loopt. Mensen met spierziekten die nog slechts een paar passen kunnen zetten, kunnen met Hal 500 tot 2.000 stappen zetten voor het te zwaar wordt voor hun lichaam, schrijven de onderzoekers.
Hal is niet enkel bruikbaar voor patiënten die last hebben met lopen. Hij kan verpleegkundigen ook helpen om zware lasten – zoals verlamde patiënten – te hanteren zonder hun rug te belasten.
De onderzoekers hopen Hal ook te voorzien van eigen intelligentie, om botsingen te vermijden of bewegingen te weigeren die hem uit zijn evenwicht zouden brengen, maar zover is het nog niet.