Mit der Kraft der Gedanken
Roboter lassen sich mithilfe menschlicher Gehirnaktivität über sogenannte Brain-Computer-Interfaces (BCIs) steuern. Bild: DFKI
Wie lassen sich unsere Gedanken für die Interaktion mit Robotern nutzen? Mit dieser Frage beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Robotics Innovation Center am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) und der Arbeitsgruppe Robotik der Universität Bremen. Gemeinsam entwickeln sie Schlüsseltechnologien, die echtzeitfähiges und adaptives embedded brain Reading (eBR)ermöglichen. Dadurch sind Roboter auf Basis der Gehirnaktivitäten des Menschen nicht nur intuitiv und effektiv steuerbar. Die Systeme können zugleich menschliche Gedanken interpretieren und daraus lernen.
Roboter lassen sich mithilfe menschlicher Gehirnaktivität über sogenannte Brain-Computer-Interfaces (BCIs) steuern. Dabei kommt Elektroenzephalografie (EEG) zum Einsatz, bei der am Kopf angelegte Elektroden Potentialänderungen im Gehirn messen. Im Gegensatz zu klassischen BCIs geht der von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern entwickelte ganzheitliche Ansatz „embedded Brain Reading“ noch einen Schritt weiter: Gehirnaktivität kann nicht nur gemessen, sondern auch interpretiert werden. Auf diese Weise lassen sich Handlungsabsichten und die kognitive Auslastung von Personen erkennen.
Dabei setzt eBR ausschließlich auf die passive Beobachtung natürlich auftretender Gehirnaktivität und vermeidet so eine Mehrbelastung des Menschen durch die Nutzung eines BCIs. Zudem ermöglicht der innovative Ansatz, der zusätzlich zum EEG auch auf Elektromyografie zur Messung der Muskelaktivität, Eye-Tracking und Bewegungsanalyse setzt, die vollständige und fehlertolerante Integration der Gehirnaktivität in die Steuerung technischer Systeme. Dies machen sich die Forscher beispielsweise bei der Teleoperation von Weltraumrobotern, aber auch bei der EEG-basierten Steuerung robotischer Exoskelette zunutze.
Ereigniskorrelierte Potentiale
Beim embedded Brain Reading dienen ereigniskorrelierte Potentiale (engl.: event related potentials, ERPs) im EEG als Input-Quellen, die als Reaktion auf eine interne Zustandsänderung oder einen externen Reiz entstehen. Am DFKI werden diese Potentiale genutzt, um die Interaktion zwischen Mensch und Roboter zu verbessern. (ig)