Gedankensteuerung von Roboterarm: Multitasking mal anders

23.08.2018, 18:50 Uhr
 

Gedanken können einen Roboterarm so steuern, dass er eine Trink-Flasche an den Mund führt.

Roboterarm, der über die Gedanken gesteuert wird, während die Probandin mit etwas anderem beschäftigt ist. Das ist modernes Multitasking.

Die Probandin stellt sich vor, dass der Roboterarm die Trinkflasche loslässt
[Foto: Hiroshi Ishiguro Laboratory, ATR]

Und das Beste an der Gedankensteuerung eines Roboterarms ist: Nebenbei kann man sich mit anderen Dingen beschäftigen. Das ist Multitasking auf einem ganz neuen Niveau. Möglich wird das über eine Gehirn-Maschine-Schnittstelle. Dank dieser Technik können Apparate über die Gehirnaktivität des Menschen gesteuert werden.

 
Der Begriff Gehirn-Maschine-Schnittstelle (Brain-Machine-Interface – BMI) wird oft synonym mit Gehirn-Computer-Schnittstelle (englisch: Brain-Computer-Interface – abgekürzt BCI) verwendet.

Mit diesen Begriffen wird eine sogenannte Neurotechnik bezeichnet, bei der eine direkte Verbindung zwischen einer Maschine (in der Regel ein Computer) und dem menschlichen Gehirn hergestellt wird.

Um die Signale des Gehirns zu empfangen, werden entweder die elektrischen Aktivitäten oder die Durchblutungsänderungen des Gehirns gemessen.

 

Gedankensteuerung trotz Multitasking

Die bisherigen BMI-Systeme sind nicht sehr praxistauglich. Damit die Gedanken beziehungsweise die Gehirnaktivitäten ausgelesen werden können, musste man sich bislang einzig auf die beabsichtigte Gedankensteuerung – zum Beispiel von einer Prothese – konzentrieren und still stehen. Für Menschen, die mit der BMI-Technik zum Beispiel einen Arm ersetzen möchten, kann das hilfreich sein. Menschen ohne Beeinträchtigung nutzen aber lieber ihren eigenen Arm, statt sich umständlich allein auf einen Roboterarm konzentrieren zu müssen.

Wie man erreichen kann, dass man neben der Gedankensteuerung eines Roboterarms auch noch andere Dinge mit seinen eigenen Armen tun kann, haben die Forscher Christian Penaloza und Shuichi Nishio herausgefunden. Sie arbeiten am Advanced Telecommunications Research Institute International (ATR) in Kyoto, Japan und haben ihre Ergebnisse im Juli 2018 unter dem Namen “BMI control of a third arm for multitasking” (zu deutsch: “BMI-Steuerung eines dritten Armes für Multitasking”) veröffentlicht.

Gedankensteuerung von Roboterarm, neben einem Bürostuhl.

Gedanken können diesen menschenähnlichen Android-Roboterarm steuern
[Foto: Hiroshi Ishiguro Laboratory, ATR]

Wie funktioniert Gedankensteuerung?

Die Forscher vom ATR nutzen zur Messung der Gehirnaktivität die Methode der Elektroenzephalografie (EEG). Die Versuchsperson setzt dazu eine Haube auf, an der neun Elektroden befestigt werden. Mit diesen können dann Spannungsschwankungen an der Kopfoberfläche gemessen werden.

Konkret wurden die Probanden gebeten, sich vorzustellen, dass der Roboterarm neben ihnen eine Flasche greift, die eine andere Person herüberreicht. Anschließend sollten sie sich vorstellen, dass der Roboterarm die Flasche loslässt und sich der Arm relaxt, während eine Person die Flasche wieder zurücknimmt.

Während die Probanden sich auf den Roboterarm konzentriert haben, sollten sie einen Ball in einer Kiste zu verschiedenen Zielen balancieren. In über der Hälfte der Fälle waren die Versuchsteilnehmer in der Lage, den Roboterarm über ihre Gedanken zu steuern, während sie mit der Balancier-Aufgabe beschäftigt waren.

Multitasking während Gedankensteuerung eines Roboterarms.

Gedankensteuerung ist auch bei Multitasking möglich
[Foto: Hiroshi Ishiguro Laboratory, ATR]

Die Ergebnisse des Experiments können dazu dienen, robotergetriebene Körper-Erweiterungen herzustellen, die es den Menschen ermöglichen, mehr Sachen gleichzeitig zu erledigen als bisher.