Bionische hand kan pianospelen

De Amerikaanse onderzoeker van Israëlische afkomst Gil Weinberg heeft een bionische hand ontwikkeld waarmee mensen piano kunnen spelen en nog veel meer. Dit schrijft Katja Ridderbusch in de Duitse Jüdische Allgemeine.

In het laboratorium van Gil Weinberg is de toekomst heel dichtbij. Weinberg is musicus, uitvinder, computerwetenschapper en oprichter van het Centrum voor Muziektechnologie aan de bekende Georgia Tech, de technische hogeschool van Atlanta in de Amerikaanse staat Georgia.

Hij heeft een sensor ontwikkelt waarmee mensen met een arm- of handprothese hun vingers individueel en onafhankelijk van elkaar kunnen laten bewegen. Dat was tot nu toe zelfs bij de modernste prothesen maar beperkt mogelijk.

Weinberg heeft zijn innovatieve bionische hand ‘Skywalker’ genoemd. Geen kwestie van timing, zegt hij, nu de nieuwe Star Wars film in de bioscopen komt. De prothese is het resultaat van jarenlang intensief onderzoek. De eerste geamputeerde die de uitvinding van Weinberg mocht testen, was een musicus uit McDonough, een klein plaatsje ten zuidoosten van Atlanta. Jason Barnes (28) verloor zes jaar geleden bij een ongeval op het werk zijn rechter onderarm. “Ongelooflijk dat ik nu weer al mijn vingers kan bewegen,” zegt Barnes, nadat hij voor de eerste keer na zijn ongeluk weer piano heeft gespeeld – niet toevallig ‘Ode an de Freude’ uit Beethoven’s negende symfonie. “Ik had nooit gedacht dat ik nog eens zou helpen om de toekomst dichterbij te brengen.” “Als je kunt musiceren, kun je ook veel andere dingen,” zegt Weinberg. Met behulp van de bionische hand kunnen mensen zich ook zelf wassen en aankleden of eten koken en zelf eten.

Weinberg is geboren in Jeruzalem, waar hij op zijn zevende begon met pianolessen. Hij was hard op weg om concertpianist te worden, maar rebelleerde tegen zijn strenge leraren. Na zijn militaire dienst schreef hij zich in voor een interdisciplinaire studie Muziekwetenschap aan de universiteit van Tel Aviv. In die periode begon hij ook belangstelling te krijgen voor computertechnologie en kunstmatige intelligentie. Na zijn studie in Israël werd hij geaccepteerd aan het vermaarde MIT, de Amerikaanse elite-hogeschool Massachusetts Institute of Technology, dat technologie, communicatie en kunst combineert. Daar behaalde hij zijn Masters en PhD. “Ik wilde muziek en computerwetenschap combineren,” zegt hij, “software ontwikkelen die muziek kan horen als een mens: met melodie, spanning en ontspanning, met alle belangrijke elementen van de muziek.” Meteen na het afronden van zijn proefschrift kreeg Weinberg een aanbod van Georgia Tech om een nieuwe studie ‘Muziektechnologie’ te ontwikkelen. “Dat paste precies bij mij,” zegt Weinberg.

De nieuwste arm- en handprothesen op de markt zijn myo-elektrische prothesen, die ook wel functieprothesen worden genoemd. Deze worden gestuurd door elektroden die aan de binnenkant van de overgebleven armstomp liggen. Zij herkennen spierbewegingen en zetten die om in bewegings-signalen. Maar die elektroden werken niet precies genoeg om de beweging van individuele vingers te sturen, aldus Weinberg.

Weinberg en zijn team ontdekten dat als de spierbewegingen worden waargenomen met een ultrageluidssonde, je precies kunt volgen wanneer, hoe en waarheen elke spier beweegt. Een computerprogramma helpt de onderzoekers om de samenhang tussen spier- en vingerbeweging in te lezen en om te zetten in impulsen voor individuele en gedifferentieerde bewegingen van een enkele vinger.

Er zijn nog praktische en zeker ook financiële problemen die moeten worden opgelost. Maar Weinberg is ervan overtuigd dat veel in de nabije toekomst mogelijk zal zijn. Als groepen onderzoekers samenwerken, kan science-fiction werkelijkheid worden.