Dankzij een nieuwe bionische handprothese kunnen geamputeerden zonder na te denken objecten pakken – net als met een echte hand.

Jaarlijks verliezen ongeveer 3200 Nederlanders een arm of been door amputatie, als gevolg van ziekte of een ongeluk. De helft van de patiënten begint met het gebruik van een prothese ter vervanging van de missende ledemaat.

Maar ermee om leren gaan is geen sinecure. Het vergt veel oefening om de spieren van de stomp de bewegingen van de prothese aan te laten sturen en het reiken naar zelfs de simpelste voorwerpen kost veel tijd en concentratie. Dat moet beter kunnen, dachten elektrotechnici van de University of Newcastle. Zij ontwikkelden een bionische handprothese die alles volledig automatisch doet.

In 100 milliseconden

De ‘hand die ziet’ is uitgerust met een camera die een plaatje schiet van het te pakken voorwerp. Het object wordt vervolgens geanalyseerd op vorm en grootte en op basis daarvan wordt een serie bewegingen in de hand in gang gezet. Dit gebeurt allemaal in 100 milliseconden en met nauwelijks hulp van de drager van de prothese; die hoeft alleen maar in de juiste richting te kijken.

De onderzoekers gebruikten een neuraal netwerk – dat ook wordt gebruikt in artificiële intelligentie – om de prothese te leren hoe het uit een plaatje de juist grip bepaalt. We nemen als voorbeeld een stok. De computer kreeg de stok vanuit alle hoeken en oriëntaties te zien. Ook werd er steeds een andere lichtsetting en achtergrond gebruikt. Op den duur begreep de computer dat dit voorwerp het best met een vuist kon worden gepakt.

Uiteindelijk leerde de computer elke mogelijk voorwerp te koppelen aan verschillende grepen van de prothese. Zo was de vuist nodig om bijvoorbeeld een stok of mok te pakken, en de handpalm naar beneden om een afstandsbediening te grijpen. In onderstaand filmpje is de ‘hand die ziet’ in actie te zien:

Doorbraak

De 56-jarige Schot Doug McIntosh is onder de indruk van de nieuwe bionische handprothese. Zelf verloor McIntosh in 1997 zijn rechterarm door kanker. Van een prothese maakt hij nauwelijks gebruik, want “ze zijn langzaam en onhandig en komen niet in de buurt van een echte hand.”

Maar de ‘hand die ziet’ kan volgens McIntosh een doorbraak zijn. “Het kan de hersteltijd na een amputatie – zowel fysiek als mentaal – voor veel geamputeerden aanzienlijk verbeteren.” De nieuwe handprothese is al met succes getest bij enkele geamputeerden. De volgende stap is nu een klinische studie bij patiënten van het Freeman Hospital in Newcastle.

Bronnen: Journal of Neural Engineering, Newcastle University

Beeld: Newcastle University