Rollstuhl, der mit Ihrem Verstand gesteuert werden kann: Wissenschaftler entwickeln einen Helm, der Gehirnwellen in Radbewegungen umwandelt
- Ein gedankengesteuerter Rollstuhl erwies sich als erfolgreich darin, gelähmten Patienten dabei zu helfen, sich durch einen überladenen Raum zu bewegen
- Die Teilnehmer stellten sich vor, sie würden ihre Hände oder Füße bewegen, um den Stuhl zu fahren
- Um sich nach rechts zu bewegen, stellten sich die Teilnehmer vor, beide Arme zu bewegen, und um sich nach links zu bewegen, stellten sie sich vor, beide Beine zu bewegen
Ein gedankengesteuerter Rollstuhl, der Gehirnsignale in Radbewegungen übersetzt, bringt mehr als 5,4 Millionen Amerikanern mit motorischen Behinderungen Hoffnung.
Die von Forschern der University of Texas in Austin entwickelte Technologie umfasst eine Schädeldecke mit 31 Elektroden, die Signale in der Gehirnregion erkennen sollen, die die Bewegung regulieren, und einen am Rollstuhl befestigten Laptop, damit die KI die Signale in Radbewegungen umwandeln kann.
Und der Patient muss sich nur vorstellen, dass er seine Hände und Füße bewegt.
Um sich nach rechts zu bewegen, stellten sich die Benutzer vor, beide Arme zu bewegen, und um sich nach links zu bewegen, stellten sie sich vor, beide Beine zu bewegen.
Ein gedankengesteuerter Rollstuhl hat sich als erfolgreich erwiesen, um gelähmten Patienten dabei zu helfen, sich in einem überfüllten Raum zurechtzufinden. Die Patienten werden mit einer Kappe aus 31 Elektroden ausgestattet, die Gehirnsignale erfassen
“Das Konzept eines gedankenbetriebenen Rollstuhls wird seit Jahren untersucht, aber die meisten Projekte haben nicht behinderte Subjekte oder Reize verwendet, die dazu führen, dass das Gerät die Person mehr oder weniger kontrolliert und nicht umgekehrt”, teilten die Forscher in a mit Pressemitteilung.
“In diesem Fall bedienten drei Personen mit Tetraplegie, der Unfähigkeit, ihre Arme und Beine aufgrund von Wirbelsäulenverletzungen zu bewegen, den Rollstuhl in einer überfüllten, natürlichen Umgebung mit unterschiedlichem Erfolg.”
Die mit Elektroden versehene Schädeldecke bietet eine nicht-invasive Methode, um Gehirnsignale zu sammeln und sie an ein nahe gelegenes Gerät zu übertragen – in diesem Fall den Laptop auf der Rückseite des Rollstuhls.
Der erste Teil des Experiments beinhaltete die Schulung der Patienten im Umgang mit dem gedankengesteuerten Rollstuhl.
Die Gehirnsignale werden an einen Laptop gesendet, der an der Rückenlehne des Stuhls befestigt ist, und künstliche Intelligenz übersetzt die Signale in Radbewegungen
Die Forscher wiesen sie an, sich vorzustellen, als würden sie ihre eigenen Hände und Füße bewegen; diesen wurden dann im System unterschiedliche Richtungen zugeordnet.
Der zweite Beitrag zum Erfolg dieser Studie stammt aus der Robotik.
Der Rollstuhl wurde mit Sensoren entwickelt, die die Umgebung durchsuchten, und Roboterintelligenz-Software, die dem Stuhl half, Lücken in den Befehlen der Benutzer auszufüllen, um die genaue und sichere Bewegung des Rollstuhls zu erleichtern.
Das Team testete alles mit den drei Teilnehmern, die aufgefordert wurden, sich 60 Mal entweder nach links oder rechts zu bewegen, berichtet New Scientist.
Während der ersten 10 Trainingseinheiten gab „Person 1“ im Durchschnitt in 37 Prozent der Fälle korrekte Befehle aus, was sich bis zu den letzten 10 Trainingseinheiten auf 87 Prozent Genauigkeit erhöhte.
Und die Lenkgenauigkeit von „Person 3“ verbesserte sich von 67 Prozent auf 91 Prozent.
Um sich nach rechts zu bewegen, stellten sich die Teilnehmer vor, beide Arme zu bewegen. Um sich nach links zu bewegen, stellten sie sich vor, beide Beine zu bewegen. Ansonsten bewegte sich der Rollstuhl nach vorne
„Person 2“ steuerte durchgängig mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 68 Prozent ihre Trainingseinheiten.
Dann wurde der eigentliche Test durchgeführt – die Teilnehmer wurden gebeten, den Rollstuhl zu vier Kontrollpunkten innerhalb eines Raums zu bewegen, der mit Betten, Stühlen und medizinischen Geräten gefüllt war.
Alle Teilnehmer mussten Hindernisse wie Raumteiler und Krankenhausbetten umgehen, die aufgestellt wurden, um die reale Umgebung zu simulieren.
Die erste Person beendete den Kurs in etwa vier Minuten mit einer Genauigkeit von 80 Prozent bei 29 Versuchen.
Person 3 absolvierte es in sieben Minuten mit 20 Prozent Erfolg bei 11 Versuchen.
Person 2 erreichte jedoch bei 75 Prozent ihrer Versuche den dritten Kontrollpunkt in etwa 5 Minuten, konnte den Kurs jedoch nicht abschließen.
José del R. Millán, der korrespondierende Autor der Studie an der University of Texas at Austin, sagte in einer Erklärung: „Es scheint, dass jemand eine gute Gehirn-Maschine-Schnittstellenkontrolle erwirbt, die es ihm ermöglicht, relativ komplexe tägliche Aktivitäten wie das Fahren des Rollstuhls durchzuführen in einer natürlichen Umgebung erfordert es eine gewisse neuroplastische Reorganisation in unserem Kortex.’