Gedankensteuerung für Exoskelett entwickelt

Forscher der Korea University und der TU Berlin haben ein Brain-Computer-Interface (BCI) entwickelt, das es ermöglicht, ein Exoskelett mittels Gedanken zu steuern. [...]

Exoskelett-Steuerung (c) Korea University - TU Berlin
Exoskelett-Steuerung

Eigentlich ist das kaum möglich, da der Betrieb der Maschine ein starkes Rauschen hat. Ein Trick mit fünf flackernden LEDs und passender Signalverarbeitung macht es dennoch möglich, die Befehle des Nutzers zu verstehen. Das könnte langfristig dazu beitragen, bewegungseingeschränkten Menschen wieder mehr Freiheit zu geben.

GEDANKEN-FLACKERN

Forscher experimentieren in immer mehr Bereichen mit Gedankensteuerung, für die mittels EEG-Kappe Gehirnströme gemessen werden. Bei robotischen Exoskeletten funktioniert das aber nicht wirklich, da diese ein starkes elektrisches Rauschen verursachen. „Das EEG-Signal wird unter all diesem Rauschen begraben“, erklärt Klaus-Robert Müller, Fachgebietsleiter für Maschinelles Lernen an der TU Berlin. Gemeinsam mit seinen koreanischen Kollegen hat er einen Ansatz gefunden, wie es doch funktioniert. Der Schlüssel dazu sind fünf LEDs, die mit unterschiedlicher Frequenz flackern und für verschiedene Bewegungen stehen.

„Die Hirnsignale haben eine Charakteristik mit der gleichen Frequenz wie jene LED, auf die der Nutzer seine Aufmerksamkeit fokussiert“, erklärt Müller gegenüber pressetext. Auch dieses Signal ist zwar im EEG stark verzerrt, kann aber mit einer geeigneten Signalverarbeitung herausgefiltert werden. Dadurch ist es möglich zu ermitteln, auf welche LED sich der Exoskelett-Träger konzentriert – und somit, ob er vorwärts gehen, sich nach links oder rechts drehen oder hinsetzen beziehungsweise aufstehen will. Die gesunden Freiwilligen, die das BCI-System getestet haben, konnten nach wenigen Minuten damit umgehen.

Langfristig könnten gedankengesteuerte Exoskelette als Mobilitätshilfe für Menschen dienen, die aufgrund von Krankheiten wie ALS oder Rückenmarksverletzungen kaum oder nicht selbst gehfähig sind. Die Forscher arbeiten daher daran, die Augenermüdung bei längerer Nutzung ihres Systems zu senken. Da Ausrüstung wie EEG-Kappen mittlerweile den Endkunden-Markt erreicht, sollten sich auch die damit verbundenen Kosten in Grenzen halten. Ob wirklich Patienten in größerer Zahl profitieren können, dürfte also eher davon abhängen, ob und wann geeignete Exoskelette wirklich erschwinglich werden. (pte)


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