Roboterarm wird durch Gedanken gesteuert
In wenigen Jahren könnte der Roboterarm auf den Markt kommen.
Der Patient steuert den Roboterarm einfach mit seinen Gedanken: Denkt er daran, die rechte Hand zu bewegen, schaltet sich der Roboterarm ein. Stellt er sich vor, die linke Hand zu bewegen, hebt der Roboterarm etwa eine Kaffeetasse hoch.Basis der Entwicklung ist ein Brain-Computer Interface (BCI). Forscher vom Fraunhofer-Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik FIRST und der Charité Berlin arbeiten bereits seit etwa sieben Jahren an der Entwicklung dieser Gehirn-Computer Schnittstelle.
Dazu benutzen die Wissenschaftler ein herkömmliches EEG.
An der Kopfhaut angebrachte Elektroden messen die hirnelektrischen Signale. Diese werden verstärkt und an einen Computer übermittelt. Hocheffiziente Algorithmen werten diese Signale mithilfe von Verfahren des maschinellen Lernens aus.
Die Software ist in der Lage, Veränderungen in der Hirnaktivität zu erkennen, die bereits durch die Vorstellung einer Bewegung ausgelöst werden. So kann sie etwa die Muster, die dem Gedanken entsprechen, die linke oder rechte Hand zu heben, eindeutig identifizieren und aus dem Gemisch der vielen Millionen Nervenimpulse extrahieren.
Steuerung von Prothesen und mentale SchreibmaschineAnschließend werden diese Impulse in Steuerbefehle für den Computer übersetzt. "Ziel des Projekts ist es, Menschen mit schweren Behinderungen im Alltag zu unterstützen.
Unsere Technologie bietet den Vorteil, dass sie Bewegungsintentionen unmittelbar in Steuerbefehle für den Computer umsetzen kann", sagt Teamleiter Florin Popescu.Bei der Entwicklung von Brain2Robot liegt der Fokus auf medizinischen Anwendungen, insbesondere auf der Steuerung von Prothesen, unterstützenden Robotern oder Rollstühlen.
Darüber hinaus wurde auch eine "mentale Schreibmaschine" entwickelt, ein Kommunikationsgerät, mit dem schwerstgelähmte Patienten Buchstaben auswählen und Texte schreiben können.
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Wenn Gedanken Berge versetzen
SAN FRANCISCO – Es klingt nach Science Fiction: Nicht die Tastatur oder der Joystick steuern, was auf dem Computerbildschirm passiert, sondern unsere Gedanken. Doch in San Francisco ist diese Idee bereits Realität.
Bisher ist die Begegnung von Mensch und Computer recht beschränkt: Mit ein paar Klicks auf die Maus oder kurzem antippen der Tastatur übermitteln Nutzer ihre Wünsche an die Maschine. Etwas weiter ging die Firma Nintendo mit ihren Videospielen – dort verändern die Spieler mittels eigener Gesten die Situation auf dem Bildschirm. Doch keiner dieser Wege geht annähernd in die Richtung, welche die US-amerikanische Firma Emotiv beschritten hat: Sie konstruierte einen Helm, der elektrische Signale des Gehirns registriert du auf dem Bildschirm im Rahmen eines Computerspiels umsetzt.
"Es gibt einen direkten Zusammenhang zwischen den Gedanken und dem, was auf dem Bildschirm passiert", sagt Tan Le, die Mitbegründerin des High-Tech-Unternehmens Emotiv. "Die alte Fantasievorstellung, Gegenstände allein mit Gedanken bewegen zu können, wird wahr." Und es funktioniert tatsächlich. Nach einem kurzen Training reicht ein Gedanke, um Objekte auf dem Monitor zu drehen, in eine bestimmte Richtung zu ziehen oder verschwinden zu lassen. Auch Stimmungen und Gesichtsausdrücke kann das neue Gerät erkennen.
Das Steuerungsgerät heißt EPOC und verbindet Erkenntnisse der Neurowissenschaft mit Computertechnologie. Die Idee dazu sei ihr bei einem Abendessen vor fünf Jahren gekommen, als sie sich über Gehirn und Technologie unterhalten habe, erzählt die Australierin Le. Sie ist überzeugt davon, erst am Anfang einer Entwicklung zu stehen: "Was wir jetzt haben, ist nur die Spitze des Eisbergs dessen, was möglich ist."
Zunächst richtet sich EPOC an Videospieler, die damit die Figuren auf dem Bildschirm bewegen. Noch rechtzeitig zum Weihnachtsgeschäft will die Firma ihren futuristischen Helm zusammen mit einem Videospiel verkaufen - für 299 Dollar (190 Euro). In dem Fantasy-Spiel verlangt ein asiatischer Meister seinen Schülern Übungen ab, bei denen sie beispielsweise mit ihren Gedanken Berge versetzen müssen.
"Spieler sind mit die ersten, die sich für neue Technologien interessieren, und Kontrolle durch Gedanken ist ihre ultimative Fantasie", sagt Le. Doch Spieler sind bei weitem nicht die einzige Zielgruppe, die Les Firma im Visier hat. Mögliche Einsatzbereiche seien "alle Gebiete, in denen sich Mensch und Computer begegnen", erläutert die Unternehmerin. 500 Firmen hätten bereits Interesse gezeigt.
In der Medizin könnten Schlaganfall- oder Komapatienten von der neuen Entwicklung profitieren, die ihnen Möglichkeiten der Kommunikation eröffnet. Beim Musikhören könnte EPOC die Lieder automatisch sortieren, je nachdem, ob sie den Hörer fröhlich oder traurig machen, aufregen oder langweilen.
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