Roboter durch Hirnaktivität steuern - ohne Training

Durchbruch bei nicht invasiver Hirn-Maschine-Schnittstelle von ATR und Honda

Roboter und Maschinen mit Kraft der Gedanken zu steuern klingt eher nach Stoff für einen Science-Fiction-Roman. In den letzten Jahren gab es aber Fortschritte auf dem Gebiet der operationslosen Hirn-Maschine-Schnittstellen - einen Durchbruch vermeldeten nun japanische Forscher des Advanced Telecommunications Research Institute International (ATR) und des Honda Research Institute Japan (HRI).

Schere-Handhaltung im Kernspintomografen Das neue "Brain Machine Interface" (BMI) der Partner soll es ermöglichen, Roboter nur mittels Digitalisierung von Hirnaktivitätssignalen zu steuern - ohne Implantate. Dabei werden die natürlichen Hirnaktivitäten durch externe Sensoren aufgezeichnet, dekodiert und die gewonnenen Daten zur Steuerung eines Roboters in "Beinahe-Echtzeit" eingesetzt. Der Erfolg der Forscher - basierend auf Erkenntnissen von Dr. Yukiyasu Kamitani von ATR und Dr. Frank Tong von der Vanderbilt University - soll Honda zufolge neue Arten von Schnittstellen zwischen Maschinen und dem menschlichen Hirn ermöglichen.

HRI und ATR haben die Theorie in ein System für Echtzeit-Decoding von Hirn-Aktivitäten mittels Kernspintomografie (Magnetic Resonance Imaging, MRI) zur Robotik-Steuerung umgesetzt. Honda zufolge kann dadurch eine Roboter-Hand die Bewegungen der Hand einer Testperson nachahmen, indem die hämodynamischen Reaktionen des Hirns verfolgt werden. Es wird also die Bewegung des Blutes im Gefäßsystem überwacht.

... wird vom Computer erkannt Zwar redet Honda von Echtzeit oder Beinahe-Echtzeit, noch ist man aber mit einer Verzögerung von 7 Sekunden zwischen der Bewegung der Hand der Testperson und der nachgeahmten Bewegung der Roboter-Hand etwas davon entfernt. Immerhin soll die Dekodiergenauigkeit bei 85 Prozent liegen. Konkret erwähnt werden Stein-Schere-Papier-Handhaltungen.

Das System ist dazu ausgelegt, spezifische Bewegungen zu erkennen, nicht um Gedanken wie ja oder nein zu dekodieren. Ein aufwendiges Training der Anwender für die Nutzung des neuen BMI-Systems soll dabei nicht nötig sein - die Stein-Schere-Papier-Handhaltungen sollen auch bei Erstnutzern recht zuverlässig erkannt werden. Hierin liegt laut Honda der größte Durchbruch der neuen Technik.

... und auf Roboterhand übertragen. "Die Technik ist potenziell mit anderen Typen nicht invasiver Hirn-Messungen einsetzbar, etwa für die elektrischen und magnetischen Felder sowie für Hirnwellen. Bei solchen Methoden könnten die gleichen Ergebnisse mit geringerer zeitlicher Verzögerung und kompakteren BMI-Systemen erzielt werden", heißt es seitens Honda. Im Moment muss der Proband noch in einem Kernspintomografen - also der altbekannten Röhre - liegen.

Ob und ab wann eine kommerzielle Anwendung erfolgen kann, wurde noch nicht bekannt gegeben. Es wird also noch eine Weile dauern, bis man sich Hondas Roboter Asimo virtuell "anziehen" und damit ferngesteuert durch die Gegend laufen kann.