Derde en vierde robotarm voelen aan als een deel van het eigen lichaam

Mensen gebruiken hulpmiddelen om handelingen uit te voeren die moeilijk alleen met hun lichaam kunnen. Zoals bijvoorbeeld een schaar om papier netjes in de gewenste vormen te knippen.  Maar kunnen mensen ook een extra ledemaat aan hun eigen lichaam toevoegen? Het doel van overtollige robotarmen is om de lichaamsfuncties uit te breiden door extra ledematen toe te voegen met behulp van geschikte mens-computer-interactiesystemen. De verwachting is dat de overtollige robotarmen op natuurlijke wijze zullen bewegen zoals bedoeld, net als de eigen armen en benen van de gebruiker.

Figuur: Een gebruiker manipuleert de overtollige robotarmen met hun voeten in een virtuele omgeving.  Credit: Toyohashi University of Technology

De armen, ontwikkeld¹ aan de Technische Universiteit van Toyohashi, worden bediend door de voetbewegingen van de gebruiker in een virtuele omgeving (VR). Het is gebleken dat gebruikers deze ‘extra’ robotarmen ervaren als een onderdeel van hun eigen lichaam. De studie draagt ​​bij aan het ontwerp van menselijke augmentatie: het proces van het opnieuw creëren of verbeteren van onze fysieke en mentale vermogens. Het is voor het eerst ter wereld dat er een dergelijk lichamelijk fenomeen onthuld is, waarbij er visueel-haptische interactie, ofwel de interactie van de zicht en tastzintuigen, met de robotarmen plaatsvindt.

Acceptatie extra ledematen

Professor in bewegingswetenschappen Jeroen Smeets (Vrije Universiteit van Amsterdam): ‘Het is een leuke studie waarin ze goed de verschillende aspecten van de zogeheten ‘embodiment’ van deze robotarmen bestuderen. Dit idee van een extra ledemaat is al eerder onderzocht met een derde duim. Dergelijke ledematen kunnen in heel veel situaties nuttig zijn, maar hoe zorg je dat het publiek het wil gebruiken? Je lijkt er een beetje gehandicapt door, ook al kun je meer.  Het is een interessante vraag welk aspect van embodiment doorslaggevend is voor de acceptatie van een extra ledemaat.’

Expert in robotica Laura Marchal Crespo (Technische Universiteit Delft): ‘Onze hersenen zijn ongelooflijk plastisch en kunnen zich relatief snel aanpassen aan veranderingen in onze lichaamsperceptie. De belichaming van rubber of virtuele lichaamsdelen is uitgebreid bestudeerd in neurowetenschappelijke experimenten, maar de belichaming van overtollige ledematen staat nog in de kinderschoenen, ondanks hun grote potentie. Zo zouden deze overtollige armen bijvoorbeeld een rol kunnen spelen bij patiënten die de functie van hun ledematen verloren, zoals overlevenden van een beroerte. Wel is het nog steeds een open vraag hoe de belichaming van extra ledematen het werkelijke lichaamsschema in onze hersenen beïnvloedt: zou de belichaming van overtollige armen resulteren in een afname van de controle over onze ‘eigen’ ledematen?

Noten

1. Arai et al. in Nature