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Mind Over Matter: Der Roboterarm kann mit Mind Power gesteuert werden

Mind Over Matter: Der Roboterarm kann mit Mind Power gesteuert werden

Mit dieser neuen Erfindung beherrscht der Geist den Körper wirklich. Ein Team der University of Minnesota hat einen Roboterarm entwickelt, den Benutzer nur mit ihrem Verstand steuern können. Diese Forschung könnte Millionen gelähmten oder an neurodegenerativen Erkrankungen leidenden Menschen helfen, ein Gefühl der Autonomie wiederzugewinnen.

[Bildquelle: Universität von Minnesota]

Das System verwendet eine nicht-invasive Technik, die als Elektroenzephalographie (EEG) -basierte Gehirn-Computer-Schnittstelle bezeichnet wird. Tatsächlich nimmt es schwache elektrische Aktivität auf und setzt diese Impulse in Aktion um. Eine EEG-Kappe mit 64 Elektroden wandelt diese elektrischen Impulse und Gedanken in Aktion um.

"Dies ist das erste Mal auf der Welt, dass Menschen einen Roboterarm bedienen können, um Objekte in einer komplexen 3D-Umgebung nur mit ihren Gedanken ohne Gehirnimplantat zu erreichen und zu erfassen", sagte Bin He, Professor für biomedizinische Technik und leitender Forscher der Studie . "Nur indem sie sich vorstellten, ihre Arme zu bewegen, konnten sie den Roboterarm bewegen."

Er ist jedoch auf das Studium der Gehirn-Computer-Schnittstelle spezialisiert. Vor drei Jahren entwickelte er erstmals die EEG-Kappe und die Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI), um eine Quadcopter-Drohne mit seinem Verstand zu fliegen. Das Video und die Forschung machten internationale Schlagzeilen. Jetzt erreichte er sein Ziel, dabei zu helfen, "beschädigte Bereiche des Gehirns zu umgehen".

"Vor drei Jahren waren wir uns nicht sicher, ob es möglich ist, einen komplexeren Roboterarm zu bewegen, um Objekte mithilfe dieser Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie zu erfassen und zu bewegen", sagte er zu den Campusnachrichten. "Wir sind glücklich überrascht, dass dies funktioniert hat." eine hohe Erfolgsquote und in einer Gruppe von Menschen. “

Bei dieser Untersuchung gingen acht Probanden mit der EEG-Kappe durch die Sitzungen. Zuerst mussten sie sich vorstellen, wie sie ihre Arme bewegten, ohne sie tatsächlich zu bewegen. Dann steuerten sie einen Computerbildschirmcursor, bevor sie den Roboterarm selbst verwendeten.

Jedes Subjekt musste den Roboterarm bewegen, um Gegenstände in einem Regal vor sich aufzunehmen und zu greifen. Die Schüler hatten eine durchschnittliche Erfolgsquote von 80 Prozent beim Aufnehmen von Objekten von festen Standorten. Sie hatten eine etwas niedrigere Erfolgsquote von 70 Prozent beim Bewegen von Objekten vom Tisch ins Regal.

Laut der Forschung bestand eine große Herausforderung darin, einen Schnittstellenkomplex zu entwickeln, der ausreicht, um eine echte anthropomorphe Kontrolle zu replizieren. Das Team musste vorsichtig duplizieren, wie das Gehirn mit dem Körper spricht, ohne die Befehle zu vereinfachen. Sie mussten auch einen Roboterarm herstellen, der reaktionsschnell genug war, um die Nuancen der Gedanken jedes Subjekts genau zu lesen.

In dem Bericht wird sogar darauf hingewiesen, dass das Minnesota-Team als eines der ersten (wenn nicht das erste) erfolgreich eine Armprothese über EEG-Kappe und BCI eingesetzt hat.

"Solche früheren Bemühungen haben das BCI-Steuerungssystem in erster Linie darauf beschränkt, in einer Dimension oder einer Ebene diskret zu sein, ohne die volle Möglichkeit von Steuerungen im dreidimensionalen Raum zu untersuchen", stellte die Studie fest.

Das Potenzial für ein solches Projekt geht bei He nicht verloren:

"Das ist aufregend, da alle Probanden die Aufgaben mit einer völlig nicht-invasiven Technik erledigt haben. Wir sehen ein großes Potenzial für diese Forschung, um Menschen mit Lähmungen oder neurodegenerativen Erkrankungen zu helfen, unabhängiger zu werden, ohne dass chirurgische Implantate erforderlich sind."

Wissenschaftliche Berichteveröffentlichte die Studie in ihrer neuesten Ausgabe.

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Über die University of Minnesota

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