Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Maschinen allein durch Gedanken bewegen

15.03.2004


Zahlreiche Arbeitsgruppen, vor allem in Europa und in den USA, arbeiten seit etwa 20 Jahren daran, Gedanken auf Maschinen zu übertragen, zum Beispiel für gelähmte Patienten zur Steuerung eines Rollstuhls oder einer Prothese. Hierzu kann ein Computer als Schnittstelle (Interface) genutzt werden, wobei zwei prinzipiell unterschiedliche Wege eingeschlagen werden können: Zum Einen wird versucht, den Menschen über eine längere Zeit, z.T. mehrere Wochen, darauf zu trainieren, durch hohe Konzentrationsanstrengungen etwa einen Cursor auf einem Monitor zu bewegen. Der zweite Ansatz verzichtet bewußt auf ein Training des Menschen und zielt statt dessen darauf, den Computer lernen zu lassen, was der Mensch will. In dieser Forschungsrichtung an vorderster Stelle beteiligt ist die Berliner "Arbeitsgruppe Neurophysik" um den Neurologen und Psychiater Professor Dr. Gabriel Curio der Charité und die "Arbeitsgruppe Intelligente Datenanalyse" um den Informatiker Professor Dr. Klaus-Robert Müller vom "Fraunhofer Institut für Rechnerarchitektur und Softwaretechnik" in Berlin-Adlershof. Ihr interdisziplinäres Projekt "Berlin Brain-Computer Interface (BBCI)" wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF, gefördert und ist eines von 10 ausgewählten Forschungsprojekten, die das BMBF während der CeBIT in der Zeit vom 18. - 24. März diesen Jahres auf seinem Stand (Halle11, Stand D32) präsentieren wird.

... mehr zu:
»Cursor »EEG »Elektrode »Interface »Rechner

Das menschliche Gehirn und ein Rechner haben keine gemeinsame "Sprache". Aber der Rechner kann lernen, auszuführen, was das menschliche Gehirn von ihm fordert. Grundlage dafür sind bioelektrische Impulse, die in Computerdaten umgewandelt werden: Schwache elektrische Signale entstehen bei jeder Aktivität der Großhirnrinde und können als Elektroencephalogramm, EEG, - in der Medizin schon seit Jahrzehnten verwendet - aufgezeichnet und verstärkt werden. Das EEG wird mit Hilfe von Elektroden gemessen, die auf der Kopfhaut befestigt werden. Dabei gilt: Je mehr Elektroden, desto mehr hirnelektrische Signale und damit Daten können dem Rechner angeboten werden. Angefangen haben die Forscher mit 32 Elektroden, zur Zeit arbeiten sie mit 128. Das Ziel dabei ist, Signale genau aus jenem Bereich des Gehirns zu identifizieren, der an der Vorbereitung einer bestimmten Handlung, etwa der Bewegung eines Fingers, beteiligt ist. Kompliziert wird diese Analyse dadurch, dass regelhaft zahlreiche Hirnareale parallel aktiv sind und Signale erzeugen, die sich im EEG überlagern. Neurophysiologische Kenntnisse sind daher Voraussetzung für eine optimale Positionierung der Elektroden über den jeweils beteiligten Arealen sowie insbesondere für die Interpretation der Zeitverläufe der EEG-Signale. Auf Grundlage dieser Vorinformationen können moderne Computer-Algorithmen allmählich "lernen", Störsignale auszublenden und bestimmten Signalmustern des Gehirns verschiedene Bedeutungen zuzuordnen: Vor einem Jahr waren die Forschungen soweit gediehen, dass ein Rechner die Intention eines Menschen, etwa einen Cursor auf einem Monitor in verschiedene Richtungen zu bewegen, feststellen konnte. Inzwischen kann der Cursor in einem Feld von Buchstaben hin und her bewegt werden. Außerdem ist bereits ein spielerisches Element hinzugekommen: eine Art Tennisspiel des Cursors mit einem Ball. Und zwar nahezu in Echtzeit, da der Rechner die Signale des Gehirns, die eine Bewegungsintention begleiten, schon nach ca. 40 Millisekunden in eine auf dem Bildschirm sichtbare Bewegung des Cursors umsetzen kann. Diese Entwicklungen sollen letztlich Patienten mit Muskellähmungen zugute kommen und sie in die Lage versetzen, allein mit ihren Gedanken den Computer Texte schreiben zu lassen oder technische Hilfsmittel wie einen Rollstuhl zu steuern.

Weitere Anstrengungen der Forscher richten sich auf Hilfe für Armamputierte. Immer wieder berichten solche Patienten, dass sie ein Phantomerleben haben, also Empfindungen, als ob ihr Arm noch vorhanden sei. Die Forscher wollen nun klären, ob Impulse aus jenen Arealen der Hirnrinde, von denen aus Bewegungen der "Phantomhand" initiiert werden, ausreichen, um eine Armprothese zu steuern.


Auf der CeBIT wird das bisher Erreichte an Hand von Postern, Computerdemonstration und einem Video präsentiert werden. Die Professoren Curio und Müller werden am Donnerstag, dem 18. März, weitere Mitarbeiter des BBCI an allen Tagen der Messe anwesend sein.

| idw
Weitere Informationen:
http://www.cebit.de

Weitere Berichte zu: Cursor EEG Elektrode Interface Rechner

Weitere Nachrichten aus der Kategorie CeBIT 2004:

nachricht FwD begeisterte CeBIT-Besucher
19.04.2004 | Funkwerk Dabendorf GmbH

nachricht D-Link unter die Top 50 der wichtigsten Cebit Aussteller gewählt
31.03.2004 | D-Link

Alle Nachrichten aus der Kategorie: CeBIT 2004 >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte