Fahrzeugassistenzsystem

Berliner Forscher bremsen mit dem Gehirn

Forscher der TU in Berlin haben ein Fahrzeugassistenzsystem entwickelt, das an der Gehirnaktivität erkennt, wann ein Autofahrer bremsen will, und seinerseits auf die Bremse tritt. So kann das Auto schneller zum Halten gebracht werden.

Wer Auto fährt, kennt die Situation. Auf der Straße passiert etwas. Die Reaktion: bremsen. Doch es dauert einen Moment, bis aus der Absicht der Tritt aufs Bremspedal wird. Was wäre, wenn das Auto die Absicht zu bremsen erkennen und dann von sich aus bremsen würde?

Forscher der Technischen Universität (TU) in Berlin haben ein solches System entwickelt. Es erkennt die Absicht des Fahrers zu bremsen und setzt diese um. Die Absicht erkennt das System anhand der Hirnstromwellen des Fahrers. Die Wissenschaftler haben eine Gehirn-Computer-Schnittstelle (Brain-Computer-Interface, BCI) konstruiert, das mit Elektroden per Elektroenzephalografie (EEG) an der Kopfoberfläche die Spannungsschwankungen misst, die durch die Aktivität des Gehirns entstehen. Eine zweiter Satz Elektroden wird am Bein des Fahrers befestigt. Diese erkennen mittels Elektromyografie (EMG) die Muskelaktivität, aus der sich ebenfalls die Absicht zu bremsen ablesen lässt.

Test am Simulator

18 Probanden testeten das System an einem Simulator. Ihre Aufgabe war, mit einer Geschwindigkeit von 100 km/h hinter einem Fahrzeug herzufahren, das der Computer steuerte. Zu diesem sollten sie einen Abstand von 20 Meter einhalten. Der Computer bremste in unregelmäßigen Abständen, was die Testfahrer zwang, darauf zu reagieren.

Bremsweg verkürzen

Die Wissenschaftler zeichneten die Hirn- und Muskelströme auf und erfassten so die Hirnregionen, die beim Bremsen besonders aktiv waren. Im nächsten Schritt generierten sie aus dem Muster einen Befehl zu bremsen. Das Assistenzsystem löste die Bremse 130 Millisekunden schneller aus als der Fahrer. Bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h reduziert das den Bremsweg um 3,6 Meter, also eine gute Wagenlänge.

Dass Assistenzsystem soll mit bereits existierenden Systemen, die mittels Sensoren den Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug messen, gekoppelt werden. Die TU-Forscher wollen im nächsten Schritt ihr System in einem realen Fahrzeug testen. Ihre Erkenntnisse beschreiben sie im Fachmagazin Journal of Neural Engineering.