Sensor krijgt fingerspitzengefühl

Amerikaanse wetenschappers hebben een sensor ontwikkeld die net zo gevoelig is als de vingertop van een mens. Met deze vinding lijkt de weg vrij te worden gemaakt voor geavanceerdere robothanden. Tot nu toe bleven die ver achter bij die van de mens. Robothanden hadden een gevoelsresolutie van enkele milimeters tegen 40 micron van een mens. Dat betekent dat een mens een gevoel waarneemt als de afstand tussen een voorwerp en de huid vergelijkbaar is met de halve diameter van een mensenhaar, terwijl een robot 'gevoel' signaleerde op enkele milimeters afstand, wat de nauwkeurigheid van robothanden niet ten goede kwam. Het verschil met eerdere voelsensoren is een soort filmlaag die de onderzoekers op de sensor hebben aangebracht. Deze laag bestaat uit metaal- en halfgeleiderdeeltjes geflankeerd door elektroden. Als deze deeltjes in contact komen met een ander oppervlak worden de deeltjes samengeperst en geven ze licht. Dit licht wordt vervolgens geregistreerd door een camera.

De gevoeligheid werd gedemonstreerd met behulp van een dollarcent. De sensor registreerde kreukels in de kleding van Abraham Lincoln en wist de letters 'TY' (van liberty) te onderscheiden. De wetenschappers denken dat een robothand met hun sensor in de toekomst vooral veel perspectief biedt in de chirurgie. De wetenschappers hopen dat het robotgevoel bijvoorbeeld uitkomst zal brengen bij kankeroperaties omdat de chirurgen met deze techniek het weefsel nu ook kunnen 'voelen' en op die manier eerder kunnen vaststellen of het weefsel al dan niet is aangetast. Het onderzoeksteam hoopt ook een sensor te ontwikkelen die temperatuurverschillen kan registreren.

Reacties (63)

[vanThijs]

Ik vraag me eigenlijk af hoe lang die sensor-film meegaat. Aangezien het menselijk zenuw-systeem constant vernieuwd wordt, blijven onze 'sensoren' ook naar behoren functioneren.

Wanneer zo'n robothand een zwaar en zeer ruw voorwerp moet verplaatsen wordt de gevoellige sensorlaag toch zwaar beschadigd, lijkt me.

[Mermer]

Wij vervangen onze sensoren (in hoeverre dat kan tenminste), maar deze hand kan natuurlijk in z'n geheel worden vervangen

En ik neem aan dat een robothand die in de haven moet werken, niet de volgende dag aan de operatietafel staat (en vise versa)

[Schapie]

Voor gebruik in haven gebieden bestaan al prima sensoren zoals inductieve (geleiders) en capacitieve (alle materialen die een bepaalde capaciteits veranderen kunnen veroorzaken). Maar deze sensoren hebben geen last van slijtage aangezien er geen contact is met het materiaal. Wat met deze sensoren wel het geval is. (En vergeet infrarood etc niet.)

Waar ik eigenlijk op doelde was dat wanneer je vaak ergens in knijpt en harder knijpt of dat de gevoeligheid niet gaat beinvloeden op den duur.

[Martin-S]

Ik heb ooit eens in een documentaire gezien, dat je vingers een redelijke mate van "regeneratie" bezitten. Let maar eens op, als je bijvoorbeeld een snijwond op je vingertop hebt, of je haalt je vingerafdruk weg. Je vingerafdruk zal in 99,99% van de gevallen volledig herstellen. Je moet wel heel ver gaan om je vingerafdruk permanent te vernielen.

Als je met een kaasschaaf oid een stukje van het topje van je vinger er af haalt, dan zal dit topje meestal volledig herstellen.

Nu is de gehele "binnenkant" van de hand ook redelijk ongevoelig voor littekenvorming. Vaak genoeg dat ik me in mijn vinger gesneden heb, maar geen littekens.

Zou me verbazen als dit ook niet in zekere mate voor onderhuids voor je handen geldt.

[Verwijderd]

Ik heb de vingertop van mijn duim jaren geleden verbrand tijdens het koken. Vandaag nog is er een litteken te zien en de lijnen op mijn vinger lopen daar in een ander patroon ..

[Verwijderd]

hoe dan ook zal er voor operatie handelingen de fijn gevoeligheid handiger zijn dan in een haven gebied.

[RonaldMeijer]

[van-den-domme-modus]
hoezo?
verdienen de containers vol met toffe hardware geen soft-touch?
[/van-den-domme-modus]

[Schapie]

Dit zat ik mij ook al aftevragen. Hoevaak kan de sensor gebruikt worden? Want het artikel schrijft er over dat door het samenpersen er licht ontstaat. Nou lijkt mij het dat je niet eeuwig er kan blijven drukken.
En als de sensor slijt hoeveel invloed heeft dat dan op de gevoeligheid en de nauwkeurigheid.

[MoiZie]

Uhm, dat klopt niet, zenuwen vernieuwen niet. Ja, bij hele kleine beschadigingen kan een zenuw zich in beperkte mate herstellen, maar bij grotere wonden (oid) mag je toch echt bye bye zeggen tegen je zenuw .

offtopic:
wat een parentid heeft je reactie trouwens

[Verwijderd]

Die gekke robot's ook...willen ook altijd mensen nadoen

[marnix007]

zag dit gister ook in de krant ja. stonden aantal beelden bij van hoe die tekening er dan uitziet van een dollarbiljet die herkend wordt. erg gaaf om te zien hoe gedetailleerd zo'n sensor is.

[twabi2]

Je bedoelt dit:
http://newsimg.bbc.co.uk/...maheshwar_science_203.jpg

en dit:
http://newsimg.bbc.co.uk/...80_mashar_science_205.jpg

[Verwijderd]

lees jij de Engelse krant?

[Verwijderd]

Ik vraag mij wel af of dat praktisch een interessante toepassing is.

Als die sensor werkt op basis van een film lijkt mij dat als daar eens een beetje kracht op gezet moet worden of dergelijke dat deze vlug beschadigd is, in tegenstellin gtot je huid, die ook na een stootje nog goed kan voelen.

Het probleem is dat de technologie daarop gebaseerd is, als er een beschermende coating wordt aangebracht dan is het 'gevoel' weer minder.

[BèR]

En onze zenuwen zijn toch ook veel gevoeliger als ze blootliggen? De huid dient ook een beetje ter bescherming. Dus ik denk dat er in een toekomstig ontwerp zeker met een huidachtige beschermingslaag rekening gehouden zal worden..

[_Thanatos_]

Tastzin zit in de huid verweven, en effectief liggen die zenuwen ook bloot. Ik denk dat het grootste verschil juist is dat ondanks onze zenuwen (bijna?) bloot liggen, ze niiet kapot gaan, omdat mensen kunnen groeien en dingen in het lichaam gerepareerd worden als ze stuk zijn.

[paazei]

Volgens mij is dat niet echt Het probleem, als je zon sufisticated sensor maakt zal deze niet gebruikt worden om heavy loads op te tillen of iets dergelijks.
Hetzelfde als dat je met een scalpel niet je vloerbedekking op maat gaat snijden en dan nog daarmee gaat opereren.

[Mathijs]

Dat weet ik zo net nog niet, er zijn zat materialen die heel goed voor zoiets gebruikt kunnen worden.
Kijk bijvoorbeeld eens naar de coating op het scherm van een moderne mobiele telefoon, zeer dun, flexibel, maar krasvast.

[cc12]

Ben benieuwd hoeveel arbeidsplekken er door deze uitvinding op den duur verloren gaan.

[woekele]

Of hoeveel meer geld er verdiend kan worden, zodat er nieuw projecten met nieuwe werkgelegenheid gestart kunnen worden.

[cc12]

Al het geld word zeker niet opnieuw geinvesteerd. Was het maar waar, dan waren er niet zoveel werklozen (in ons land en in andere landen)

[twiFight]

Ik ben benieuwd hoeveel mensen straks geholpen kunnen worden met een robot hand, waardoor ze weer normaal door het leven kunnen en later misschien weer kunnen werken.

Of heb jij liever dat iedereen met een captain hook arm rond blijft lopen...

[pverijke]

Uiteraard nemen computers en automatisatie werk weg van de mens.
Dat is nu net de bedoeling.
Mensen zeggen altijd "Ik wil werk", terwijl ze eigenlijk bedoelen "Ik wil geld".
Als er geen automatisatie was zouden we helemaal niet in de weelde leven van de dag van vandaag.
Uiteraard is het voor sommige mensen een probleem omdat ze hun werk verliezen.
Het is dus een drama voor sommige mensen maar een goede zaak voor de mensheid.
Op de lange termijn is het waarschijnlijk ook beter voor de persoon in kwestie.
In ieder geval denk ik niet dat er veel mensen zijn die terug willen naar b.v. de begin jaren 1900.
Het leven van de gewone man die toen werk had was veel slechter dan de werkloze moderne man.

[gabiballetje]

Laten we het vooral niet hebben over al die mensen die geen handen enm of armen meer hebben die hiermee weer bijna als normaal kunnen gaan fungeren he... of uberhaupt iets kunnen doen.
Je denkt teveel een kant op, heel spijtig, dit laat zien dat je nooit echt slim zult worden.

[XyritZz]

En al die mensen gaan dan ook weer een normale baan zoeken....

[Olaf van der Spek]

Ben benieuwd hoeveel arbeidsplekken er door deze uitvinding op den duur verloren gaan.

Laten we tractoren en machines ook gaan verbieden en weer teruggaan naar voor de industriele revolutie.

[cc12]

Op den duur gaat het weer een hoop arbeidsplaatsen kosten. Loop jij dan ook te klagen als je meer belasting moet betalen om werklozen in leven te houden of laat jij ze liever creperen?

[dasiro]

creperen

[Olaf van der Spek]

Loop jij dan ook te klagen als je meer belasting moet betalen om werklozen in leven te houden of laat jij ze liever creperen?

Werk en geld zijn geen doel op zich.
Als je niet in het groot kijkt lijkt het inderdaad slim om banen te 'scheppen' op zo'n manier. Maar dat is het niet.

[OpenMinded]

gebeurt momenteel al min of meer, de rijkeren van de samenleving zijn de armeren aan het parasiteren.
Laat mij bijvoorbeeld maar even de de rekensom zien voor de ziektenkosten premies

[Chatslet]

@Olaf van der Spek: En wat nou als jouw baas "groot" gaat denken en jou er uit trapt?

[CH4OS]

Als deze deeltjes in contact komen met een ander oppervlak worden de deeltjes samengeperst en geven ze licht. Dit licht wordt vervolgens geregistreerd door een camera.

Lijkt mij dat voordat de camera reageert wel een tussenpoos zit, waardoor je wel weer wat vertraging hebt lijkt me...

En kan me voorstellen, dat als er laat gereageerd word, dat het dan voor bepaalde dingen misschien al te laat is...

[C00P]

Licht en electriciteit is héél snel (360.000 km/sec) lijkt me snel zat.

[twabi2]

licht gaat inderdaad zo snel, electriciteit niet.
Bepaalde media laten de spanningsverschillen al sneller door dan andere, maar nooit aan de volle 100%

http://en.wikipedia.org/wiki/Velocity_factor

ohja, de mens werkt uiteindelijk ook maar met zenuwen (trage en snelle), dus die vertraging zou niets mogen uitmaken.

[knirfie244]

Ik denk dat 360.000km/sec en +/- 300.000km/sec wel als een verwaarloosbaar verschil gezien... Electriciteit is dus zo goed als even snel als licht...

[justice strike]

probeer maar een goede hogeresolutie camera te maken die meer dan 60fps kan halen... dat zijn zelfs voor de meest geavanceerde camera's erg hoge eisen. (denk aan bijv d200 1mpix maar 5fps of een hdtv camera 60fps maar 1900*1080 res)

dus niet zozeer het elektrisiteit en/of lichtsnelheid is hiervoor bepalend.. maar wel de sensorgevoeligheid en snelheid beperkt het meestal.

[ThomVis]

@twabi2
1000fps@1600x1200 anyone?

[Verwijderd]

en waar ga je zo'n enorme camera ook alweer verstoppen in een robothand? je hebt bijna een extra robothand nodig om de robothand te kunnen laten werken...

[CH4OS]

Ja dat weet ik, licht gaat enorm snel, is momenteel het snelste wat er is (geloof ik)...

Maar... Het ging mij niet om de snelheid die het licht er over doet... Maar over hoe snel de camera reageert op dat licht... En ik denk dus, dat daar ook wel wat vertraging in zit, waarvan ik denk dat het langzamer is dan de reactie van de zenuwen van de mens...

Neemt natuurlijk niet weg, dat dit een slechte ontwikkeling is...

[Verwijderd]

slechte ontwikkeling? helemaal niet
De gevoeligheid is dan nog niet even goed en snel als de mens maar een robot heeft een vastere arm. Dus dit is zeker een goede ontwikkeling. De robot arm is nu weer beter EN heeft "een vastere hand" dan de mens

[Verwijderd]

inderdaad een goede ontwikkeling!

Op deze manier worden robots en protheses steeds geavanceerder. Een soort innovatieslag in Robotica.

[CH4OS]

offtopic:
Ik zeg toch ook dat het geen slechte ontwikkeling is?

[OpenMinded]

Om te reageren op het "geloof ik", volgens mij leert iedereen op de middelbare school dat de lichtsnelheid op 300.000 km/s (door vacuüm) is en dat er niets sneller gaat dan dat?
http://nl.wikipedia.org/wiki/Lichtsnelheid

[Verwijderd]

deeltjes die sneller gaan, gaan terug in de tijd.

[zytec]

Licht in vacuum ~ 300.000 km/seconde
Elektronen in koper ~ 200.000 km/seconde

[darkfader]

De driftsnelheid is stukken lager. Minder dan een millimeter per seconde ofzow.

[sCHuTt]

Hedendaagse electronica, lijkt me een kwestie van milliseconden. En robothanden gaan nu ook geen 100km/u handelingen doen...

[Verwijderd]

Stel je voor, een harttransplantatie in 3 seconden...

[Olaf van der Spek]

Lijkt mij dat voordat de camera reageert wel een tussenpoos zit, waardoor je wel weer wat vertraging hebt lijkt me...

De mens heeft toch ook gewoon een bepaalde reactietijd?

[martijnvanegdom]

Ja zeker,

Als ik mij niet vergis is de snelheid van de zenuw van een mens ongeveer 20m/sec. Een reflex, op het moment dat je je voet brand heeft dus ongeveer een lacenty van (1.5 * 2) 20 = 150 miliseconden

Bij verschillende dieren verschilt dit behoorlijk, kan zo snel geen lijstje vinden helaas

[simen]

daarnaast heeft je bewustzijn ook nog een reactietijd van +/- 200ms... op tweakers was ooit nog een artikeltje over dat gamers op gemiddeld 150ms zitten.

uiteindelijk denk ik dat we 1/3e seconde responstijd hebben als het aankomt op hand-handelingen, tenzij uit reflex.

een robothand komt daar met uiterst gemak overheen.

[Martin-S]

Vond dit na een korte zoekactie op Google

"Some kinds of signals, like the ones for muscle position travel on extra-fast nerve impulses at speeds of up to 390 feet per second (119 meter/second). Close your eyes and wave your arms around: you can tell where they are at every moment because the muscle-position nerves are very fast …. But other messages, like some kinds of pain signals travel much more slowly. If you stub your toe, you feel the pressure right away because touch signals travel at 250 feet per second. But you won't feel the pain for another two or three seconds, because pain signals generally travel an only two feet per second."

Nerve signal speeds:

119m/s (muscles)
76.2m/s (touch)
0.61m/s (pain)

[Hieronymus]

Maar het gaat erom dat nu dingen gedaan kunnen worden, die de mens zelf niet kan. Daarom is het misschien toch net te traag

[martijnvanegdom]

Ik spreek over een reflex, dus daar geld dat de reactie direct vanuit het ruggemerg word aangestuurd.

Maar normale hand oog coordinaties vergen inderdaad ook nog wat 'rekentijd'

[Verwijderd]

Lol een mens beschikt dus van nature over een vorm van QOS

[G-bird]

[off-topic] Wat doe je met dit weer achter een pc?

[Verwijderd]

Waarschijnlijk hetzelfde als jij aan het doen bent?

[RwinG]

Ja fantastisch met dit weer achter de compu - hij doet het nog die overclock bij +30 graden temp op m'n zolder en temp stijgt nog wauw kicken ...

[ontopic: menselijke zenuwen doen er ook tientallen milliseconden over om iets van vinger naar de hersenen te krijgen hoor..]

[Nas T]

wat doe ik überhaupt achter een pc?

[plofkip]

En ik dan? Jarig zijn....

[RonaldMeijer]

gefeliciteerd!

[Dark Angel 58]

zitten we in de film Terminator 2: Judgment Day??

[Idunno_WhyNoT]

Ik vind het merendeel van de discussies hierboven nogal onzinnig.

1. het gaat om minimally invasive surgery; D.w.z. operaties via kleine gaatjes in het lichaam. Hierbij dient het instrument dus als verlengstuk van de arts. De tijd die wij nodig hebben om de feedback te interpreteren is vele malen groter dan welke lag van welke kabel dan ook.

2. Een robot kan een dergelijke interpretatie niet eens maken, dus een automatische 'robothand' is nog mijlen ver weg. Een goede prothese komt wel dichterbij (hiervoor is weinig intelligentie vereist...)

3. Over robuustheid: de sensor zal, in de medische tak van sport, altijd over een veel zachter oppervlak bewegen. Daar is bijna geen mechanische slijtage. Wel is het lichaam (vooral ons bloed) zo agressief dat de sensor aangevreten dan ingekapseld kan worden (afhankelijk van hoe lang en hoe statisch de meting is.).

4. Een zeer dunne coating van bijvoorbeeld SiN of SiC (haast niet comprimeerbaar en bijna de hardheid van diamant) kan zeer goed beschermen zonder de sensor veel ongevoeliger te maken (als de totale buigstijfheid laag blijft, d.w.z. het sensoroppervlak groot genoeg is.)

5. Over het dynamisch bereik (maximale verschil tussen hard en zacht knijpen). Hierbij kun je een sensor op of naast een andere sensor plaatsen. Eerst meet de fijne sensor, daarna gaat de groffe verder. Zo zijn er veel meer simpele oplossingen te bedenken...