De laatste tijd is er veel te doen over medische prothese en robotledenmaten. Dit riep bij mij veel vragen op, maar de grootste was ‘Of robotledenmaten de prothese zullen overnemen in de toekomst?’ de focus dan op de prothese voor ledenmaten. Dus ben ik op onderzoek gegaan hiervoor.
Wat zijn prothese?
Een prothese is een extern hulpmiddelen die lichaamsdelen (gedeeltelijk) kunnen vervangen. Deze vervanging kan meerdere redenen hebben. De redenen kunnen zijn dat een lichaamsdeel ontbreekt of dat het lichaamsdeel niet voldoende is ontwikkeld. De prothese wordt op maat gemaakt voor het individu. De bedoeling van de prothese is om het individu (weer) zelfstandiger te maken. Robotledenmaten zijn de verder ontwikkelde jongere broer van de prothese. Door de technologie kan de gebruiker nog meer.
Wat is robotica en robots?
Wat voor technologie gebruiken robots? Een robot is een programmeerbare machine die verschillende soorten taken kan uitvoeren. Dit is het verschil met een numerieke machine, zoals een zaagmachine, die zijn namelijk geprogrammeerd om maar één artikel te kunnen uitvoeren. In de praktijk betekent dit dat een robot dus flexibeler in te zetten is dan een numerieke machine. De zorg maakt al gebruik van allerlei huishoudrobots. Zo zijn er al stofzuigerrobots, dweilrobots, grasmaairobots en wasvouwrobots. Sommige hiervan kun je zelfs met je mobiele telefoon bedienen! Maar hoe zit dat met de robotica in verband met prothese?
De toekomst van de prothese
Momenteel is het nog zo dat, voornamelijk armprothese worden vervangen door bionische armen. Tegenwoordig wordt er steeds meer gekeken naar de vervanging van beenprothese. Tot nu toe is deze nog minder noodzakelijk geweest. Zoals orthopedisch technicus Ivo van Balk zegt: “Het been en de voet maken minder kleine motorische bewegingen dan de arm of hand.” Om deze reden waar robotarmen handiger dan houten of kunststoffen armprothese want die kunnen dat niet. Robotarmen kunnen aangestuurd worden door de zenuwen. Tenminste dat is iets waar de medische wereld nu mee bezig is. Dit kan via een exoskeleton. Volgens professor Deborah Nas zou dit in de toekomst ook via breinimplantaten kunnen[1]. Iets waar Elon Musk momenteel mee bezig is. De kans dat prothese worden overgenomen door robotledematen in de toekomst is zeer groot. Wel gaat het een stuk sneller voor armprothese dan voor beenprothese. Maar hoe komt dit dan?
Soorten prothese
Laten we beginnen met welke soorten prothese er zijn:
- Passieve prothese. Om deze prothese te kunnen bedienen gebruik je het andere ledenmaat. De prothese bootst die beweging dan na.
- Mechanische arm-handprothese. Deze prothese wordt aangestuurd door kabels die van de prothese over je lichaam naar je schouders of heupen lopen. De beweging van de deze lichaamsdelen sturen dan de prothese aan.
- Myo-elektrische prothese. Iedere spierbeweging wekt elektriciteit op en deze elektriciteit stuurt onder gecontroleerde bewegingen deze prothese aan. Deze prothese is zwaarder en vereist voldoende spierfunctie.
Als er met een orthopeed is vastgesteld wat voor prothese de gebruiker nodig heeft meet de orthopedisch instrumentmaker de prothese vervolgens op maat aan. De prothese wordt vervolgens vastgemaakt aan een koker die op het ontbrekende ledemaat gezet kan worden. Dit kan zowel direct op de huid als op het afgeknotte ledemaat.
Verschil handmatige en robotische prothese
Robotledematen zijn per definitie altijd prothese, maar prothese zijn niet bij definitie altijd robotica. Verschillende soorten prothese hebben meer spierkracht nodig om te kunnen bewegen. Doordat je bij robotische prothesen versterkers in kan zetten is dat niet per se een vereisten. Dit maakt robotische prothese veel gemakkelijker voor de gebruiker. Daarnaast hebben robotische prothesen ook nog kunstmatige intelligentie waardoor ze zelf ook makkelijker bewegingen kunnen onthouden tijdens therapie. Robotische ledematen nemen niet van onze kracht weg om functies te kunnen uitvoeren, waar sommige handmatige prothese dat wel doen. Robotledenmaten of exoskeletons maken het leven van de gebruiker tot nu toe nog Alleen maar makkelijker. Ze verdubbelen namelijk de kracht en nemen het gewicht weg. Ze weten motorische gerichter te werk te gaan zonder energie weg te halen bij de gebruiker. De handmatige prothesen worden allemaal bestuurd door andere spieren in je lichaam. Om deze reden waarschuwen doctoren vaak dat prothese snel meer energie kan vragen van de gebruiker dan een robotledenmaat die aansluit op dezelfde op de zenuwen. Als dit zo is waarom is het dan zo anders voor beenprothese?
Waarom liggen beenprothese achter?
Benen en voeten vragen minder micro motorische aansturing dan armen en handen. Dus is er minder noodzaak tot het maken van robotische beenprothese. In sport is het vooralsnog zo dat de vering van houten prothese beter en sterker is dan enig soort van prothese. De laatste tijd is er steeds meer ontwikkeling bij de robotische beenprothese. De robotische prothese komt nu ook steeds meer aan het licht.
Voordeel robotica
Het is waar dat robotledenmaten erg duur zijn, maar ze worden vaak ook door 3D-printers gemaakt waardoor ze niet alleen helemaal op maat zijn gemaakt, maar ook alle hobbel en bobbels van je afgeknotte ledenmaat passen. Dit maakt alles nog preciezer. Zoals al eerder is uitgeschreven gaan de robotledenmaten ook nog eens gedetailleerder te werk zonder overtollig veel energie weg te nemen. Ook zijn robotica en robots nog altijd in ontwikkeling, waardoor alles alleen maar specifieker en gedetailleerder zal worden. Dit betekent dat wij alleen maar meer zouden kunnen doen met deze prothese en dus nog zelfstandiger zouden kunnen worden. Ook zijn veel organisaties en bedrijven al bezig met de toekomst van bionische ledenmaten prothese of spinale implantatie. Dit zorgt ervoor dat we ook steeds meer dingen gaan begrijpen en dat de ontwikkeling zich sterk bevorderd.
Besturing robotledenmaten
Momenteel zijn er twee manieren waarop de robotledenmaten bestuurd kunnen worden in ontwikkeling. Deze twee manieren zijn exoskeletons en hersenenimplantaten. Exoskeletons zijn pakken die hij aantrekt die vervolgens al het gewicht dat jij draagt overneemt. Dit zorgt ervoor dat jij makkelijker bewegingen kan maken met het ledemaat waarvoor het bedoeld is Omdat die ook minder kracht hoeft te zetten. Het hersenimplantaat is een chip die in je hersenen geplaatst zou worden om door de signalen In de hersenen de ledenmaat te kunnen besturen. Bij beide manieren gebeurt hetzelfde. Zowel het implantaat als de exoskeletten naast het gebruik van het lezen van de signalen van je hersenen en vertaalt die vervolgens naar een actie. Het verschil zit erin dat de ene oplossing buiten je lichaam is en de ander in je hersenen erbij gezet wordt.
Angst voor robotica
Veel mensen zijn bang voor robotledematen. Nu er gewerkt wordt aan breinimplantaten voor de besturing van prothese wordt de angst steeds groter. Er is angst voor de overname van ons als mensheid door kunstmatige intelligentie. Door het implantaat zou de kunstmatige intelligentie dan echt in ons lichaam zitten. Volgens professor Deborah Nas is dat niet nodig. Robotische prothese worden geprogrammeerd met ANI en niet met AGI. ANI staat voor smalle kunstmatige intelligentie. Dit houdt in deze kunstmatige intelligentie gericht en eenvoudig te werk gaat. Dus neemt het nog wel informatie op maar zoekt het niet zelf verder. Dus zegt professor Debora Nas “De angst is nergens voor nodig want vooralsnog sturen wij alles zelf aan en geven wij nog altijd de opdracht.”
Inzet robotica werkvloer prothese
Zoals al eerder geschreven worden er 3D-printers gebruikt bij het maken van robotledenmaten. Robotica wordt ook ingezet op de werkvloer van de orthopedisch technici. Het passen en meten wordt nog steeds door de technici gedaan, maar na afloop wordt er een specifieke scan gemaakt voor het ontwerp van de prothese. Toch is er volgens orthopedisch technicus Ivo van Balk nog geen zorgen op de werk vloer over vervangen. Zo zegt hij: “passen en meten is immers mensenwerk die het dan ook precies kunnen voelen.”
Conclusie
Mijn conclusie is dat er een punt in de toekomst komt wanneer robot ledematen handmatig prothese zeker gaan overnemen. Wanneer is alleen nog de vraag. De ontwikkelingen die over de laatste paar jaar hebben plaatsgevonden geven wel duidelijk aan dat dit zal gebeuren. Tegenwoordig is hier al zoveel bekend over techniek, een robotica, kunstmatige intelligentie, etc. dat het ons alleen maar meer ondersteuning biedt. Dit is niet Alleen In de medische wereld zo. Terug naar de robotische prothese. De producten die hieruit voortkomen zijn zo’n hulp aan hun gebruikers dat ook daarin dus zelfstandigheid steeds meer wordt. Die zelfstandigheid is juist waar de prothese voor bedoeld is en dus is dat alleen maar positief.
Referentie:
Play Studio. (n.d.). Neuralink. Neuralink. https://neuralink.com/#n1