Aarhus – Forscher der Universität Aarhus haben einen neuen Berührungssensor entwickelt, der die Mechanismen der menschlichen Haut nachahmt. Er wandelt Druck in ein elektrisches Signal um, das wiederum genutzt wird, um den Druck an das Objekt anzupassen, das ergriffen und festgehalten werden soll. Die Entwickler wollen diese Sensorik für Prothesen der Zukunft nutzen.
Gehirn umfasst Glas vorsichtig
«Wenn sie ein zerbrechliches Glas vom Tisch nehmen, spüren Sie dessen Oberfläche an ihren Fingerspitzen und passen ihren Griff ständig an, damit es nicht aus der Hand rutscht, aber auch nicht zerbrochen wird. Genau das gleiche leistet unser Sensor», macht Entwickler Rassoul Tabassian die Funktion des Sensors anschaulich.
Die Berührung eines Gegenstandes mit der Hand löst unter der Haut ein ausgeklügeltes Zusammenspiel von Prozessen aus. Der Druck der Fingerspitzen öffnet winzige Kanäle in den Sinneszellen der Haut, sodass elektrisch geladene Atome hineinströmen können.
Das verschiebt das elektrische Gleichgewicht und löst ein Nervensignal aus, das zum Gehirn weitergeleitet wird. Dort wird das Signal ein Teil der Informationen, die es dem Menschen ermöglicht, die Berührung zu spüren und seine Kraft kontinuierlich anzupassen.
Signalerzeugung wie in der Haut
Es gibt bereits Sensoren, die Berührungen erkennen und Prothesen mit Informationen über ihre Umgebung versorgen. Doch die Person, die die Prothese trägt, kann diese Informationen nicht spüren. «Das Bahnbrechende an unserem Sensor ist nicht die Erzeugung eines Sensorsignals, sondern die Art und Weise, wie es erzeugt wird», sagt Tabassian.
Das geschehe durch die Bewegung geladener Atome, ähnlich wie Signale in den Sinneszellen des Körpers erzeugt werden. Langfristig könnte es deshalb möglich sein, den Sensor direkt an das Nervensystem anzuschliessen und Prothesenträgern ein feines Tastgefühl zu verleihen, unterstreicht der Forscher der Universität Aarhus.
Sensor kann schon Puls messen
Der neue Sensor besteht aus winzigen Kammern, die durch einen mikroskopisch kleinen Kanal miteinander verbunden sind. Darin befindet sich Salzwasser. Dieses enthält kleinste elektrisch geladene Teilchen, die sich mit der Flüssigkeit bewegen.
Dadurch verschiebt sich, wenn auf den Sensor Druck ausgeübt wird, das elektrische Gleichgewicht und es entsteht ein schwaches Signal, das später ans Gehirn weitergeleitet werden soll, damit dieses den Druck regulieren kann. Die Signalerzeugung funktioniert. Der Sensor kann den Druck, den der Herzschlag am Puls erzeugt, bereits in ein Signal umwandeln. (pte/hzi/ps)