Biotech-tovenaars hebben een elektronische huid ontwikkeld die aanraking kan voelen, in een grote stap naar de volgende generatie robotica en prothetische ledematen.

Het in het laboratorium geteste materiaal reageert op bijna dezelfde druk als de menselijke huid en met dezelfde snelheid, meldden ze in het Britse tijdschrift Natuur materialen.

Er blijven belangrijke hindernissen bestaan, maar de exploit is een vooruitgang in de richting van het vervangen van de onhandige robots en kunstmatige armen van vandaag door slimmere, aanraakgevoelige upgrades, zij geloven.

"Mensen weten over het algemeen hoe ze een kwetsbaar ei moeten vasthouden zonder het te breken, " zei Ali Javey, een universitair hoofddocent computerwetenschappen aan de Universiteit van Californië in Berkeley, die een van de onderzoeksteams leidde.

"Als we ooit een robot wilden die de afwas kon uitladen, bijvoorbeeld, we willen er zeker van zijn dat het de wijnglazen niet breekt tijdens het proces. Maar we willen ook dat de robot de voorraadpot vastpakt zonder hem te laten vallen."

De "e-skin" gemaakt door Javey's team bestaat uit een matrix van nanodraden gemaakt van germanium en silicium die op een plakkerige polyimidefilm zijn gerold.

Het team legde er vervolgens transistors op nanoschaal op, gevolgd door een flexibele drukgevoelig rubber. Het prototype, meten 49 vierkante centimeter (7,6 vierkante inch), kan een druk detecteren van 0 tot 15 kilopascal, vergelijkbaar met de kracht die wordt gebruikt voor dagelijkse activiteiten als typen op een toetsenbord of het vasthouden van een voorwerp.

Een team onder leiding van Zhenan Bao koos voor een andere aanpak, een in China geboren universitair hoofddocent aan de Stanford University in Californië, die een reputatie heeft opgebouwd als een van de beste vrouwelijke chemici in de Verenigde Staten.

Hun benadering was om een ​​rubberen film te gebruiken die van dikte verandert door druk, en maakt gebruik van condensatoren, geïntegreerd in het materiaal, om het verschil te meten. Het kan niet worden uitgerekt, Hoewel.

"Onze reactietijd is vergelijkbaar met de menselijke huid, het is heel, erg snel, binnen milliseconden, of duizendsten van een seconde, " vertelde Bao aan AFP. "Dat betekent in reële termen dat we de druk onmiddellijk kunnen voelen."

De prestaties zijn "belangrijke mijlpalen" in kunstmatige intelligentie, merkte John Boland op, een nanowetenschapper aan het Trinity College Dublin, Ierland, die met name het gebruik van goedkope verwerkingscomponenten prees.

In de zoektocht om de menselijke zintuigen te vervangen door elektronica, er bestaan ​​nu goede vervangers voor beeld en geluid, maar lag voor geur en smaak.

Aanraken, Hoewel, wordt algemeen erkend als het grootste obstakel.

Zelfs routinematige dagelijkse handelingen, zoals tandenpoetsen, het omslaan van de pagina's van een krant of het aankleden van een klein kind zou gemakkelijk de robots van vandaag verslaan.

Bao heeft belangrijke kanttekeningen geplaatst bij de uitdagingen die voor ons liggen.

Een daarvan gaat over het verbeteren van de nieuwe sensoren. Ze reageren op constante druk, terwijl in de menselijke huid meer complexe sensaties mogelijk zijn.

Dit komt omdat de drukgevoelige cellen in de huid verschillende signaalfrequenties kunnen uitzenden, bijvoorbeeld, wanneer we iets pijnlijks of scherps voelen, de frequentie neemt toe, ons attent maken op de dreiging.

In aanvulling, Bao waarschuwde, "het verbinden van de kunstmatige huid met het menselijk zenuwstelsel zal een zeer uitdagende taak zijn".

"Uiteindelijk, in de zeer verre toekomst, we willen een huid maken die echt als de menselijke huid presteert en deze met zenuwcellen op de arm kan verbinden en zo het gevoel kan herstellen.

"In eerste instantie het prototype dat we voor ogen hebben, zou meer op een handheld-apparaat lijken, of misschien een apparaat dat verbinding maakt met andere delen van het lichaam die huidsensatie hebben.

"Het apparaat zou een puls genereren die andere delen van de huid zou stimuleren, het soort signaal geven 'mijn (kunstmatige) hand raakt iets aan', bijvoorbeeld."

In de toekomst, kunsthuid kan worden bezaaid met sensoren die reageren op chemicaliën, biologische agentia, temperatuur, vochtigheid, radioactiviteit of verontreinigende stoffen.

"Dit zou vooral handig zijn in toepassingen waar we robots naar omgevingen willen sturen, inclusief ruimte, waar het gevaarlijk kan zijn voor mensen om te gaan, "zei Bao. "Ze zouden informatie kunnen verzamelen en terugsturen."

(c) 2010 AFP