Gränsen mellan människa och robot på väg att suddas ut

2002 skrev Rodney Allen Brooks vid universitetet MIT i Massachusetts, om "modifierade människor" i boken Robot. Han beskrev möjligheterna att förse människor med implanterade kretskort och datorstyrda delar i ögon, hörselorgan och andra kroppsdelar. En accelererande utveckling där biotekniken samsas med robottekniken. Ett citat: "Medan vi de senaste åren har kommit att bli beroende av maskiner, kommer vi under den första delen av detta århundrade att bli maskiner." Den visionen håller på att besannas, i alla fall om man avser funktionell elektronik inopererad i människor.
Ett konkret exempel återges vid institutionen för materialvetenskap vid Ångströmlaboratoriet. Där forskar Ilia Katardjiev om så kallade biosensorer, som kan mäta och detektera olika ämnen eller företeelser. Sensorerna kan integreras med elektronik och användas som implantat i kroppen. Man använder olika halvledare, bland annat aluminiumnitrid, ett ämne som inte stöts bort av kroppen.

- Försök görs i USA att konstruera ett komplett system för att hjälpa synskadade personer att återfå synen. I systemet genereras signaler från en extern kamera till en sensormatris som i sin tur elektroniskt stimulerar näthinnan via ett trådlöst gränssnitt. Informationen överförs sedan via nervimpulser till hjärnan.
En stor fördel är att de nya sensorerna är små. En integrerad biosensor - bestående av hundratals individuella sensorer, inklusive elektroniken - ryms på en kvadratmillimeterstor yta.
Forskarna vid Wayne State University i USA undersöker också möjligheterna att via andra elektroniska bioimplantat stimulera hjärnan hos människor som lider av Parkinsons sjukdom.
- Biosensorer är inte direkt reservdelar, men kan betraktas som viktiga element på vägen till reservdelsmänniskan. I framtiden planerar vi att jobba med olika medicinska institut för att utveckla bioimplantat av olika slag, säger Ilia Katardjiev.

På många håll i världen försöker man att få robotar så lika människan som möjligt. Flera forskare arbetar till exempel med att ge dem
naturliga ansikten. Olika tekniker används för att dra eller spänna olika delar i plastansikten så att robotarna ser ut att vara glada, arga eller ledsna.
I USA arbetar ett forskningsteam med ett projekt kallat K-bot, en robot vars hud av ledande polymerer och mekaniska ansiktsmuskler kan visa tjugoåtta olika ansiktsuttryck. Men det finns också olika medicinska tillämpningar för K-bot, där tekniken används i ansiktsproteser, exempelvis för käkar, läppar eller kinder.
- Jag arbetar tillsammans med en protesavdelning på ett sjukhus och ett företag för att utveckla materialet och systemet för både ansiktsapplikationer och armar. De första resultaten är lovande, säger David Hanson vid University of Texas-Dallas, som utvecklat roboten.

Genom att studera kroppens muskler och skelett i kombination med robotteknik kan man dessutom utveckla helt nya hjälpmedel för rörelsehindrade. En grupp forskare vid Lunds universitet och Lunds tekniska högskola är på god väg att dramatiskt förbättra dagens handproteser.
Visionen är en handprotes som kan röra fingrarna och förmedla känsel till användaren.
- Även om handen är borta finns armens muskelsignaler kvar. Idén är att låta nervtrådarna i patientens armstump växa in små elektroder för att därigenom tillvarata och fortplanta informationen in i protesen. Målet är att användaren skall kunna viljestyra protesens fingrar med signaler från hjärnan, säger Fredrik Sebelius vid institutionen för elektrisk mätteknik.
Tillsammans med ett tjugotal andra forskare från handkirurgi, kognitionsforskning, fasta tillståndets fysik, neurofysiologi, zoofysiologi, neuroendokrinologi och cellbiologi ingår han i det tvärvetenskapliga projektet som pågått i drygt tio år.
För att få kontakt med nerverna undersöker forskarna olika spår. Dels något som kallas för durkslagselektroden, en kiselplatta med hål i som nervtrådarna får växa in i, guidade genom små rör. Dels en helt ny metod, med hjälp av små, små nålar i storleksordningen nano, det vill säga mindre än själva nervcellerna.
- För att kunna avlyssna kommunikationen via nervtrådarna, som bara är några mikrometer tjocka, krävs noggrann mätutrustning i oerhört små dimensioner, säger Fredrik Sebelius.

När det gäller att återutveckla handens känsel är grundtanken att använda hörselsinnet som substitut för känsel. Med små mikrofoner på protesfingrarna uppkommer en vibration i örat när användaren kommer emot olika föremål.
- För artificiell känsel finns flera idéer som fungerar. Den teknik som vi har valt har fördelen att den är snabb att lära sig. Man kan enkelt höra skillnaden mellan olika objekt eller om man tappar något. Man hör det man känner i stereo, så lillfingrets ljud finns längst till höger och tummens ljud till vänster.

Parallellt utvecklar man inom robotforskningen robothänder med taktila förmågor - för att plocka upp, flytta och ställa ned olika föremål. Vid Kungliga tekniska högskolan, KTH, har man sedan länge undersökt hur robothänder kan känna om de håller på att förlora greppet om något de har lyft upp, hur stor
kraft som behöver alstras och hur man anpassar kraften för att lyfta exempelvis ett - fyllt eller tomt - mjölkpaket.
- Det går inte att på förhand räkna ut vilket tryck en robothand ska använda, det måste ske via återkopplingar från tryckkänsliga sensorer i fingertopparna, säger professor Henrik Christensen, professor vid KTH och chef för CAS, Centre for Autonomous Systems.
Centret samarbetar bland annat med institutionen för integrativ medicinsk biologi, fysiologi, vid Umeå universitet.
- De har stor kompetens i fråga om samspelet mellan sinnessignaler och motoriska kontrollfunktioner i handen.
I ett europeiskt samarbetsprojekt siktar man på att så småningom utveckla hand- och armproteser.
- I USA har man nyligen lyckats få helt förlamade personer att styra en robotarm, säger han.