Hubschrauber betrieben von Pure Mind Control

Die Bewegungen eines Hubschraubers mit dem Kopf zu steuern, klingt wie aus einem Science-Fiction-Film, aber Wissenschaftler der Universität von Minnesota haben es zur Realität gemacht. Sie haben gelernt, mit ihren Gedanken einen Modellhubschrauber durch ein Fitnessstudio zu steuern, ihn zu neigen, aufzusteigen, sich zu drehen und sogar durch einen Ring zu fliegen.
Die Wissenschaftler haben ihre Studie im Internet veröffentlicht Zeitschrift für Neuronale Technik.
Die Entwicklung von Brain Computer Interfacing (BCI) soll dem Benutzer die Fähigkeit geben, mit der Außenwelt zu kommunizieren und Objekte durch Gedankenmodulation zu manipulieren. Dies wird durch eine geschlossene Schleife von Erfassung, Verarbeitung und Betätigung erreicht. In den letzten zehn Jahren haben Wissenschaftler gewaltige Fortschritte gemacht, indem wir es möglich gemacht haben, Dinge durch bloßes Nachdenken zu bewegen.

Der Roboter nimmt seine Befehle aus den Gedanken einer PersonProfessor Bin He und sein Team, die im Labor für Biomedizintechnik arbeiten, sagen, dass die Technologie, die sie entwickeln, Menschen mit neurodegenerativen Krankheiten helfen könnte, die die Fähigkeit verloren haben, zu sprechen oder ihren Körper zu bewegen Geräte, wie künstliche Gliedmaßen, Rollstühle, etc.
Das Team sagt, dass ihre Technologie komplett nicht-invasiv ist. Es gibt keine Gehirnimplantate. Gehirnwellen (Elektroenzephalographie, EEG) werden von Elektroden aufgenommen, die in eine EEG-Kappe eingesetzt sind, die auf die Kopfhaut auftrifft.
Professor He, der Fakultätsmitglied am College of Science and Engineering ist, sagte:

"Meine ganze Karriere besteht darin, auf nichtinvasive 3D-Brain-Computer-Interfaces oder BCI zu drängen. [Forscher anderswo] haben einen Chip verwendet, der in den motorischen Kortex des Gehirns implantiert wurde, um die Bewegung eines Cursors [über einen Bildschirm] oder eines Roboterarms zu steuern. Aber hier haben wir den Beweis, dass ein nichtinvasives BCI aus einem Kopfhaut-EEG genauso gut funktioniert wie ein invasiver Chip. "

Wie funktioniert die Gehirn-Computer-Schnittstelle?

Der motorische Kortex ist ein Bereich des Großhirns, der die Bewegung steuert. Das BCI-System von Prof. He funktioniert dank der Lage des motorischen Kortex.
Wenn Menschen sich bewegen oder über eine Bewegung nachdenken, geben Neuronen im motorischen Kortex kleine elektrische Ströme ab. Jeder Gedanke bezüglich jeder einzelnen Bewegung aktiviert eine neue Anordnung von Neuronen.
Die Grundlage für das BCI war das Aussortieren dieser Neuronen-Arrangements.
Professor He sagte: "Wir waren die ersten, die sowohl funktionelle MRI- als auch EEG-Bildgebung nutzten, um zu bestimmen, wo im Gehirn Neuronen aktiviert werden, wenn man sich Bewegungen vorstellt. Jetzt wissen wir also, woher die Signale kommen."
Laut der Gehirnkarte waren die am leichtesten zu unterscheidenden Signale diejenigen, die zum Schließen einer Faust, zum Schließen der anderen Faust oder beider führten.
Er erklärte: "Dieses Wissen darüber, welche Arten von Signalen durch welche Art von Bewegung erzeugt werden, hilft uns dabei, das Design des Systems zu optimieren, um fliegende Objekte in Echtzeit zu steuern."

Tippen Sie auf die Karte

Die EEG-Kappe hat 64 Kopfhautelektroden. Sie überwachen die elektrische Aktivität des Gehirns und melden Signale (oder das Fehlen von Signalen) an einen Computer. Der Computer verarbeitet die Daten und übersetzt das Muster in einen elektronischen Befehl.
Die Verwendung von Gedanken zur Bewegungssteuerung erfolgte zunächst mit der eindimensionalen Bewegung eines Cursors auf einem Computerbildschirm. Die Forscher bewegten dann einen zweidimensionalen Cursor und erreichten schließlich die 3D-Kontrolle über einen virtuellen Hubschrauber.
Jetzt ist es ein echtes Objekt, sie können eine tatsächliche fliegende Roboterdrohne steuern, die formal eine erweiterte Realität war.
Um den Modellhubschrauber mit nur Gedanken zu steuern, verbinden sich die Computer des Teams mit den WiFi-Steuerungen im Roboter (Helikopter). Nach der Verarbeitung der EEG-Gehirnsignale zu einem Befehl sendet der Computer den Befehl per WiFi an den Hubschrauber.
Die Forscher beschreiben, wie das aus fünf Wissenschaftlern bestehende Team gelernt hat, den fliegenden Roboter zu führen.
Karl LaFleur, ein Student der Biomedizintechnik, sagte:

"Für Dr. zu arbeiten war eine phänomenale Erfahrung. Er hat so viel Erfahrung mit dem wissenschaftlichen Prozess, und er ist exzellent dabei, seinen Schülern zu helfen, diesen Prozess zu lernen, während sie ihnen Raum für selbständige Arbeit lassen. Als Autor in einem Ego-Journal Artikel ist eine große Chance, die die meisten Studenten nie bekommen. "

LaFleur, der nächstes Jahr die medizinische Fakultät besuchen wird, sagt, dass er dort sein Wissen einsetzen will.
LeFleur fuhr fort:

"Ich denke, dass das Potenzial für BCI sehr groß ist. Als nächstes wollen wir die Technologie des fliegenden Roboters anwenden, um behinderten Patienten zu helfen, mit der Welt zu interagieren. Es kann sogar Patienten mit Schlaganfall oder Alzheimer helfen. Wir studieren jetzt einen Schlaganfall Patienten, um zu sehen, ob es helfen wird, Hirnstromkreise neu zu verdrahten, um beschädigte Bereiche zu umgehen. "

Frühere Studien über die Verwendung von nur Gedanken

Im Jahr 2011 haben Wissenschaftler der medizinischen Fakultät der University of Pittsburgh und des UPMC Rehabilitation Institute ein Computerinterface geschaffen, das einem gelähmten Mann half, eine Armprothese nur mit Gedanken zu bewegen. Er brauchte nur seine Gedanken und der Arm bewegte sich.
Forscher der Universität von Essex und der University of Plymouth, beide in England, haben eine Technologie entwickelt, die es einem Patienten mit Locked-in-Syndrom ermöglicht, Musik zu spielen, indem er darüber nachdenkt. Sie veröffentlichten ihre Studie in der Zeitschrift Musik und Medizin (Ausgabe März 2011).
Geschrieben von Christian Nordqvist