Hvor mange gange har du ikke bæret indkøbsposer med armene fulde og ønsket dig bare én ekstra hånd til at holde døren op, eller fumlet hjælpeløst med nøglerne til hoveddøren? Den vision bliver ikke længere bare et dagdrøm.
Det er et af målene med såkaldt ‘human movement augmentation’ – forøgelse af menneskelig bevægelse. Inden for dette voksende forskningsområde udvikler videnskabsfolk kunstige lemmer, kaldet ‘supernumerary robotic limbs’ eller SRL’er, som føjes til menneskekroppen uden at erstatte eksisterende dele. I modsætning til proteser øger SRL’erne menneskets samlede kapacitet.
Hvordan styres robotlemmerne?
De ekstra lemmer ser ikke ud som rigtige menneskelemmer. De består af kombinationer af stive materialer, motorer og aktuatorer – mekaniske anordninger, der skaber kraft – og kan bæres som en rygsæk eller et ur.
Indtil videre bliver de typisk styret med en anden del af kroppen, oftest fødderne. Ved hjælp af pedaler eller sko med sensorer kan brugeren styre robotlemmets bevægelser. Nyere forskning har også undersøgt, om musklerne omkring ørerne kan bruges til styring. Designerne undgår bevidst at bruge arme og hænder, fordi formålet er at få størst mulig ekstra kapacitet ud af de ekstra lemmer.
Et almindeligt spørgsmål er, om robotlemmerne kan styres direkte af hjernen. Det kan de endnu ikke. Selvom forskere har undersøgt muligheden – nervesystemet sender kun bestemte frekvenser i elektriske signaler, der indeholder information om muskelbevægelser – er succesraten lav. Kompleksiteten og den lange kalibrerings- og træningsperiode gør metoden formentlig uegnet til praktisk brug.
Fra laboratorie til virkelighedens opgaver
Målene for SRL’erne er konkrete og varierte. En kirurg kunne i fremtiden betjene fire kirurgiske instrumenter samtidigt. En redningsarbejder kunne løfte murbrokkker og samtidig trække et jordskælvsoffer fri uden at vente på hjælp. En arbejder kunne holde en loftsplade på plads med robotarme, mens hænderne står frie til at skrue den fast. En anden kunne få ekstra ben, der gjorde det muligt at stå stabilt i unatulelige stillinger.
Eksemplerne lyder måske som science fiction, men alle er blevet realiseret og afprøvet i laboratoriet. Inden for produktion, sundhedsvæsen, rumfart, musik, kunst, gaming og rehabilitering ses potentialer.
Størstedelen af de nuværende SRL’er er dog fortsat på forsøgsstadiet. Forskningsområdet er i høj grad eksperimentelt, og ydeevnen er begrænset. De eksisterende apparater er ofte tunge, klodsede og besværlige at have på, og deres hastighed er af sikkerhedshensyn som regel begrænset. Det kræver stor indsats at lære at bruge dem ordentligt, især fordi styringssystemerne ofte er komplekse og ikke-intuitive.
Hjernen lærer og tilpasser sig
Samtidig viser studier et positivt billede. Mennesker kan lære det grundlæggende i at styre en tredje arm eller en sjette finger på mindre end en time. Feedback spiller en central rolle i læreprocessen: vibrationsmotorer og elektroder, der afgiver svag elektrisk strøm, hjælper mennesker med at ‘mærke’ robotlemmet, de styrer.
Det er afgørende for motorisk læring. Når vi spiller tennis eller klaver, spiller følesansen en vigtig rolle for hjernens evne til at lære den korrekte bevægelse – det samme gælder robotlemmer. Sensorisk feedback er også afgørende for at få hjernen til at behandle SRL’et, som om det var en naturlig del af kroppen.
Forskning tyder på, at mennesker bliver bedre til at bruge ekstra robotlemmer over tid, og at hjernen tilpasser sig og integrerer dem i sådan en grad, at det føles naturligt at have dem. Det tyder på, at området har reelt potentiale – men først skal forskerne løse en række praktiske og tekniske udfordringer, der stadig gjør teknologien eksperimentel og langt fra dagligdags brug.