We kunnen vrijwel allemaal wel een scherpe, luide knip met onze vingers maken. Maar… hoe gaat dat precies in zijn werk?

Er is altijd wel een moment waarop het even van pas komt: met je vingers knippen. Je kunt op deze manier iemands aandacht trekken, of de maat van muziek aangeven. En soms heeft het verstrekkende gevolgen. De bekende vingerknip van de slechterik Thanos betekende bijvoorbeeld de dood van de helft van al het leven in het Marvel filmuniversum. Ondanks dat het een vrij universele beweging is geworden die mensen al eeuwenlang uitvoeren, begrijpen we eigenlijk nog steeds niet precies hóe we dat doen. En dus besloten wetenschappers ‘het mysterie van de vingerknip’ in een nieuwe studie te ontraadselen.

Zo knip je met je vingers!
Iedereen kan met zijn vingers knippen. Hoe je dat doet? Stap 1: druk je duim tegen je middelvinger. Stap 2: vouw je ringvinger en pink naar binnen. Stap 3: bouw wat druk op tussen je duim en middelvinger. Stap 4: Verplaats de duim van de middelvinger naar de wijsvinger en hoor je vingers knippen.

Een prangende vraag is waarom het eigenlijk zo lastig is om zoiets ‘normaals’ als een vingerknip te verklaren. “Zoals met zoveel lijkt iets eenvoudig, totdat we proberen een diepe, wiskundige en fysieke logica te achterhalen,” zegt onderzoeker Saad Bhamla in gesprek met Scientias.nl. “Maar we besloten het toch te bestuderen omdat we nieuwsgierig waren naar dit vreemde fenomeen dat velen van ons kunnen. Het kostte echter veel tijd om een getrouw wiskundig model te vervaardigen, te testen en te valideren. Het is echt een buitengewone natuurkundige puzzel binnen handbereik die nog niet nauwkeurig is onderzocht.”

Slow motion
Om beter te begrijpen hoe het precies werkt, filmden de onderzoekers verschillende mensen in slow motion terwijl ze met hun vingers knipten. En dat verschafte een uniek inkijkje in dit nog altijd raadselachtige fenomeen. De onderzoekers denken namelijk dat de huid op onze vingers zo gevormd is, dat er door wrijving een soort ‘veer’ ontstaat. Hierdoor wordt er energie opgebouwd en snel afgegeven.

Huid
De huid speelt daarbij een cruciale rol. Want toen proefpersonen met hun vingers moesten knippen terwijl ze (metalen)handschoenen droegen – vergelijkbaar met die van Thanos in de Marvelfilm – en vingerhoedjes om hadden, bleek het veel lastiger om een luide knip te bewerkstelligen. Met de wrijvingseigenschappen van een metalen handschoen is het zelfs vrijwel onmogelijk (sorry Marvelfans). Kortom, de huid is een belangrijk onderdeel van de vingerknip. “Door experimenten en simulaties te combineren, ontdekten we dat menselijke vingerkussentjes een optimaal afgestemde wrijving en samendrukbaarheid hebben,” zo schrijven de onderzoekers. Hierdoor is de vingerknip zelfs één van de snelste acceleraties van het menselijk lichaam.

Snelste acceleratie
Inderdaad, want bij een gemiddelde hoeveelheid wrijving – niet te hoog en niet te laag – produceert een vingerknip de hoogste versnelling die ooit bij mensen is waargenomen. “Die huidwrijving – de samendrukbaarheid en wrijvingseigenschappen – zijn dus fijn afgestemd, waardoor dit ons in staat stelt zeer snelle bewegingen te maken,” legt Bhamla verder uit. “Zo snel zelfs, dat het één van de snelste acceleraties van ons lichaam is, iets dat me erg verraste. De vingerknip heeft zelfs een drie keer snellere acceleratie dan de armbeweging van een professionele honkbalspeler. En dat terwijl mijn team en ik absoluut geen professionele atleten zijn.”

De vingerknip vindt bovendien plaats binnen zeven luttele milliseconden. Dat is zeker twintig keer sneller dan het knipperen met je ogen, wat ongeveer 150 milliseconden in beslag neemt.

Hoewel we dankzij de studie iets beter weten hoe een vingerknip in zijn werk gaat, blijven er ook nog enkele prangende vragen onbeantwoord. Eén daarvan is bijvoorbeeld waaróm we met onze vingers kunnen knippen. Heeft het bijvoorbeeld ook een evolutionair nut? Bhamla moet ons het antwoord schuldig blijven. Ook is het nog onduidelijk of mensen de enige primaten zijn die dit fysieke vermogen hebben ontwikkeld. “Een goede en moeilijke vraag,” zegt hij. “We weten het niet. Maar wellicht dat sommige lezers – mochten zij evolutiebiologen zijn – het antwoord kunnen geven.”

Nieuwsgierigheid-gedreven wetenschap
Volgens Bhamla is de studie een goed voorbeeld van wat hij nieuwsgierigheid-gedreven wetenschap noemt: het bestuderen van alledaagse fenomenen die tot nieuwe ontdekkingen kunnen leiden. En mogelijk komen de bevindingen ook nog eens goed van pas. “We hopen dat de studie nuttig kan zijn bij het ontwerpen van protheses en andere synthetische grijpers of bio-geïnspireerde robots,” zegt Bhamla. “Dat komt omdat het de sleutelrol van wrijving voor het aandrijven van ultrasnelle bewegingen onthult.”

Met de studie hebben de onderzoekers aangetoond dat verschillende mate van wrijving tussen de vingers de elastische prestaties van de knip verandert. En daardoor hebben ze belangrijke inzichten verkregen die gebruikt kunnen worden om dit geavanceerde mechanisme ook in allerlei robotica toe te passen.