Rollstuhl macht das Beste aus der Gehirnkontrolle

Ein Roboterrollstuhl kombiniert Gehirnsteuerung mit künstlicher Intelligenz, um es den Menschen zu erleichtern, ihn nur mit ihren Gedanken zu manövrieren. Der als geteilte Kontrolle bekannte Ansatz könnte gelähmten Menschen helfen, neue Mobilität zu erlangen, indem grobe Gehirnsignale in kompliziertere Befehle umgewandelt werden.

Bewusstseinskontrolle: Die Doktorandin Michele Tavella bedient einen Rollstuhl, der mit geteilter Steuerung navigiert. Gehirnsignale werden in einfache Befehle wie Vorwärts oder Links übersetzt; der Stuhl lenkt sich dann selbst um alle Hindernisse herum.

Der von Forschern der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne entwickelte Rollstuhl verfügt über eine Software, die einen einfachen Befehl wie nach links gehen und die unmittelbare Umgebung abschätzen kann, um herauszufinden, wie man dem Befehl folgt, ohne etwas zu treffen. Die Software kann auch verstehen, wenn der Fahrer zu einem bestimmten Objekt, beispielsweise einer Tabelle, navigieren möchte.



Mehrere Technologien ermöglichen es Patienten, Computer, Prothesen und andere Geräte mithilfe von Signalen zu steuern, die von Nerven, Muskeln oder dem Gehirn erfasst werden. Die Elektroenzephalographie (EEG) hat sich als vielversprechender Weg für gelähmte Patienten zur Steuerung von Computern oder Rollstühlen herausgestellt. Ein Benutzer muss eine Schädeldecke tragen und über etwa fünf Tage einige Stunden am Tag trainieren. Die Patienten steuern den Stuhl einfach dadurch, dass sie sich vorstellen, dass sie einen Teil des Körpers bewegen. Wenn Sie daran denken, die linke Hand zu bewegen, wird der Stuhl zum Beispiel aufgefordert, sich nach links zu drehen. Befehle können auch durch bestimmte mentale Aufgaben, wie zum Beispiel Arithmetik, ausgelöst werden.

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Das EEG hat jedoch eine begrenzte Genauigkeit und kann nur wenige verschiedene Befehle erkennen. Die Aufrechterhaltung dieser mentalen Übungen beim Manövrieren eines Rollstuhls durch eine überladene Umgebung kann auch sehr ermüdend sein, sagt: Jose del Millán , Direktor für nichtinvasive Gehirn-Maschine-Schnittstellen an der ETH, der das Projekt leitete. Menschen können dieses Maß an mentaler Kontrolle nicht über lange Zeiträume aufrechterhalten, sagt er. Die erforderliche Konzentration erzeugt auch stärkere Signale, die für einen Computer schwieriger zu interpretieren sind.

Die gemeinsame Steuerung behebt dieses Problem, da die Patienten den Rollstuhl nicht ständig anweisen müssen, sich vorwärts zu bewegen; Sie müssen den Befehl nur einmal denken, und die Software kümmert sich um den Rest. Der Rollstuhl kann die niedrigen Details aufnehmen, also ist es natürlicher, sagt Millán.

Der Rollstuhl ist mit zwei Webcams ausgestattet, die ihm helfen, Hindernisse zu erkennen und ihnen auszuweichen. Wenn Fahrer sich einem Objekt nähern möchten, anstatt es zu umgehen, können sie einen Override-Befehl erteilen. Der Stuhl stoppt dann kurz vor dem Objekt.

Fake Person Generator Bild

In Milláns Prototyp überwachen 16 Elektroden die Gehirnaktivität des Benutzers. Bisher wurde es an keinem gelähmten Patienten getestet.

Damien Coyle , ein Forscher in der Gruppe Brain-Computer Interfacing and Assistive Technology an der University of Ulster, sagt, dass EEG-Signale langsam und schwierig zu verarbeiten sein können. Aus diesem Grund, sagt er, suchen viele Forscher nach Wegen, die gemeinsame Kontrolle zu nutzen, und Milláns Projekt ist ein gutes Beispiel dafür, wie es in die Praxis umgesetzt wird. Je mehr geteilte Kontrolle Sie haben, desto besser ist die Gehirn-Computer-Schnittstelle und desto schneller kann die Person von einem Ort zum anderen gelangen, sagt Coyle.

Milláns Team entwickelt Objekterkennungsfunktionen, um den Stuhl intelligent genug zu machen, um automatisch an einem Tisch oder Schreibtisch anzudocken, um sicherzustellen, dass der Stuhl nah genug ist und nicht schräg steht.

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