Per Magnetfeld Zungenmaus steuert Rollstuhl oder Computer

Eine Art Zahnspange und ein kleiner Magnet auf der Zungenspitze - das sind die Komponenten eines Systems, mit dem ein Nutzer einen Computer oder Rollstuhl mit der Zunge steuern kann.

Forscher des Georgia Institute of Technology haben ihre vor einigen Jahren vorgestellte Zungenmaus weiterentwickelt. Die Sensoren sitzen jetzt in einer Art Zahnspange. Die Bewegungen werden drahtlos an ein iPhone weitergegeben und dann in Steuerbefehle umgesetzt. Das Tongue Drive System (TDS) ist gedacht für Nutzer mit einer Lähmung oder einer Muskelkrankheit.

Spange mit Platine

Im Inneren des zahnspangenartigen Gestells verbirgt sich eine kleine Platine mit vier Magnetfeldsensoren, einem Chip, einer Sendeeinrichtung, einem kleinen Lithium-Ionen-Akku sowie einer Induktionsspule, um diesen zu laden. Die elektronischen Komponenten werden dann mit einem wasserdichten Kunststoff umhüllt, wie er auch sonst in der Zahnmedizin eingesetzt wird.

Im Inneren der Zahnspange befindet sich eine Platine mit Sensoren, Akku und Sendeeinrichtung. (Bild: Maysam Ghovanloo)

Der Magnet wird auf der Zungenspitze des Nutzers befestigt. Bewegt dieser seine Zunge, erfassen die Sensoren seine Position. Die Daten werden dann drahtlos an ein iPhone übertragen. Auf dem Smartphone ist eine Software installiert, die die Bewegungen interpretiert und in Steuerbefehle umsetzt und diese an einen Rollstuhl weitergibt. Auf diese Weise kann der Nutzer mit seiner Zunge den Rollstuhl wie mit einem Joystick steuern. Alternativ kann das System auch eingesetzt werden, um einen Computer zu bedienen.

Sensoren am Headset

2008 hatten die Forscher um Maysam Ghovanloo vom Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) eine erste Version der Zungenmaus vorgestellt. Damals befanden sich die Sensoren noch außerhalb des Mundes, an einem Gestell, das auf dem Kopf getragen wurde.

Das Gestell sei aber gelegentlich verrutscht, erzählt Ghovanloo. Dann habe das ganze System neu kalibriert werden müssen. Die neue Version sei dagegen abgesichert: Die Spange sei den Zahnformen angepasst. Deshalb sitze sie fest und könne nicht verrutschen.

Direkte Verbindung zum Gehirn

Die Forscher setzen die Zunge ein, um das System zu bedienen, weil sie direkt mit dem Gehirn durch einen Nerv verbunden ist. Dieser Nerv werde normalerweise auch durch schwere Rückenmarkverletzungen oder neuromuskuläre Krankheiten nicht beeinträchtigt, sagt Ghovanloo.

Ghovanloo hat das neue TDS auf der IEEE International Solid-State Circuits Conference vorgestellt, die derzeit in San Francisco stattfindet. Als Nächstes wollen die Forscher des Georgia Tech das System in der Praxis testen, zunächst mit nichtbehinderten, danach mit querschnittsgelähmten Probanden.