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Professur für Neuromuskuläre Diagnostik an Publikation zu ultradünnem Mess-Sensor in Journal „Science“ beteiligt
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Die Professur für Neuromuskuläre Diagnostik von Prof. Dr. David Franklin hat nun gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Tokio einen ultradünnen Mess-Sensor entwickelt, der direkt auf der Haut der Fingerspitzen angebracht wird. Der sogenannte „Nanomesh-Sensor“ misst, wie Finger mit Objekten interagieren und kann auf diese Weise Daten für technologische oder medizinische Anwendungen bereitstellen.
Die Ergebnisse dazu wurden unter dem Titel „Nanomesh pressure sensor for monitoring finger manipulation without sensory interference“ im Journal „Science“ (Impact Faktor 41,845) veröffentlicht. An der Publikation beteiligt war auch Prof. Dr. Gordon Cheng von der Professur für Kognitive Systeme der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik. Co-Autor Prof. Dr. Takao Someya von der Universität Tokio war von 2017 bis 2020 Hans Fischer Senior Fellow am TUM Institute for Advanced Study (IAS). Das Forschungsprojekt wurde unter anderem auch vom IAS gefördert.
„Die Universität Tokio hat unter der Leitung von Prof. Someya an dem Konzept eines ultradünnen Drucksensors gearbeitet“, erklärt Prof. Franklin. „Anschließend kam die Frage auf, ob dieser ultradünne Mess-Sensor das menschliche Empfinden beeinflusst. An dieser Stelle kam meine Professur ins Spiel. Es ist nicht einfach, diesen Effekt zu demonstrieren, aber in unserem Labor haben wir hierzu die Möglichkeiten.“
Für die Untersuchungen wurde eine zwei Mikrometer dicke Polymerfolie, die aus insgesamt vier Schichten besteht, auf die Fingerkuppe aufgetragen. Die erste Schicht besteht aus Polyurethan-Nanofasern, die als Passivierungs- und Trägerschicht dient. Anschließend folgen eine ultradünne Schicht aus Gold, eine Zwischenschicht aus mit Parylen umhüllten Polyurethan-Nanofasern und schließlich eine weitere Schicht aus Gold.
Die Wirkung des Sensors auf das menschliche Empfinden wurde anhand von 18 Probanden untersucht. Ihre Daten bestätigten, dass die Sensoren nicht wahrnehmbar waren und weder die Fähigkeit, Objekte durch Reibung zu greifen, noch die wahrgenommene Sensibilität beeinträchtigt gewesen wären, wenn die gleiche Aufgabe ohne angebrachten Sensor durchgeführt worden wäre.
„Dieser Mess-Sensor ist ein neues Werkzeug, das wir für das Studium der Neurowissenschaften und der motorischen Kontrolle verwenden können. Bisherige Werkzeuge beeinträchtigten entweder das menschliche Empfinden oder erforderten starre Objekte. Wir können nun untersuchen, was während natürlicher Bewegungen passiert, wenn man beispielsweise die Reife einer Tomate herausfinden möchte. Wir können genaue Informationen sammeln und den exakten Druck dokumentieren, den die Finger bzw. Fingerspitzen ausüben“, erklärt Prof. Franklin.
Zur Homepage der Professur für Neuromuskuläre Diagnostik
Kontakt:
Prof. Dr. David Franklin
Professur für Neuromuskuläre Diagnostik
Georg-Brauchle Ring 60/62
80992 München
Telefon: 089 289 24583
E-Mail: David.Franklin(at)tum.de
Text: Romy Schwaiger
Foto: Someya-Yokota-Lee Group/Universität Tokio