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Augenbewegung auf Handschrift mit neuem Gerät umstellen
Ein CNRS-Forscher am Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière (CNRS / UPMC / Inserm) hat ein neuartiges Gerät entwickelt, das es Menschen ermöglicht, nur mit ihren Augenbewegungen zu zeichnen und zu schreiben.
Das Gerät, das auf einer visuellen Illusion basiert, die es den Augen ermöglicht, nach nur wenigen Trainingsstunden glatten und klaren Bahnen zu folgen, ist in der Ausgabe vom 26. Juli beschrieben Aktuelle Biologie. Menschen können das Gerät wie einen Stift zum Schreiben von Zahlen, Buchstaben, Zahlen, ihrer Unterschrift und sogar zum Zeichnen ihrer Augen benutzen, um mit einer sehr einfachen Technik zu zeichnen, die aus einem Okulometer und einem Computerbildschirm besteht.
Während existierende Schreibgeräte bereits Augenbewegungen verwenden, um eine Person zum Schreiben zu befähigen, haben sie nur eine begrenzte Auswahl von Wörtern oder Buchstaben, die auf dem Bildschirm angezeigt werden, die in einer Datenbank gespeichert sind, doch erlaubt das neue Gerät nun Benutzern, ihre eigenen Figuren zu zeichnen. Obwohl das menschliche Auge einem sich bewegenden Objekt sehr effizient folgen kann, ist es nicht in der Lage, glatte, regelmäßige Bewegungen vor einem statischen Hintergrund durchzuführen, und alle Versuche, dies zu tun, haben bisher zu einer Reihe von ziemlich unregelmäßigen Ruckern geführt.
Jean Lorenceau, Forscher am Centre de Recherche de l'Institut du Cerveau und der Moelle Epinière (CNRS / UPMC / Inserm) entwickelte die Idee, eine visuelle Illusion zu verwenden, die Umkehrphi genannt wird, um glatte Bahnen des Auges zu erhalten. Reverse-phi ist seit den 1970er Jahren bekannt, aber bis jetzt gab es keine Anwendungen, um diese Technik zu verwenden.
Reverse-phi erzeugt eine Illusion, indem mehrere hundert Disks angezeigt werden, deren Helligkeit sich mit einer Zeit von 10-15 Hertz (Hz) auf einem Bildschirm ändert.
Leuchtkraft ist die Intensität einer breiten Quelle in einer bestimmten Richtung, geteilt durch die scheinbare Fläche dieser Quelle in der gleichen Richtung. Es ist eine photometrische Größe, d.h. sie hängt von der Empfindlichkeit des menschlichen Auges ab.
Wenn sich die Augen des Benutzers über diesen flackernden Hintergrund bewegen, gewinnt die Person den klaren Eindruck, dass sich die Scheiben mit der Verschiebung der Augen bewegen und weil das menschliche Auge in der Lage ist, mit präzisen sich bewegenden Objekten die illusorische Bewegung der Scheiben zu verfolgen Bewegung der Augen, bietet eine Art beweglicher Unterstützung, die es Benutzern ermöglicht, regelmäßige und nicht ruckartige Bahnen zu realisieren. Die Bewegung des Auges eines Benutzers wird mit einem Okulometer aufgezeichnet und eine sehr einfache Software übersetzt diese Bewegungen in ein virtuelles Bild auf dem Bildschirm.
Ein Okulometer zeichnet Augenbewegungen auf, indem es Bilder des menschlichen Auges analysiert, die von einer Kamera aufgenommen wurden, um die Richtung zu berechnen, in die das Subjekt blickt. Der Trainingsprozess, um Augenbewegungen zu verwalten und Buchstaben zu zeichnen, besteht typischerweise aus 2 bis 4 Trainingseinheiten, die ungefähr 30 Minuten lang sind. Studien zufolge lernten die Probanden zuerst, die umgekehrte Phi-Bewegung wahrzunehmen und sich dann an diese Bewegung "zu klammern", ähnlich wie ein Surfer, der sich auf eine Welle "klammert". Indem sie nach und nach lernten, auf dieser visuellen Illusion der Bewegung zu "surfen", konnten die Probanden ihre Augenbewegungen nach Belieben steuern.
Das Gerät ermöglicht es gut ausgebildeten Personen, fast so schnell wie von Hand zu schreiben, indem sie einfach die Bewegung ihrer Augen nutzen. Die Konzentration auf die Aufgabe, Figuren zu zeichnen, kann zunächst ermüdend werden, obwohl das Trainieren die Schaffung von Automatismen ermöglicht, die das Schreiben erleichtern.
Patienten, die an Extremitätenlähmung leiden, würden davon profitieren, wenn sie in der Lage wären, ihr Schreiben zu personalisieren, ihre eigene Unterschrift zu erstellen und insgesamt ihr Leben dadurch zu verbessern, dass sie sich selbst ausdrücken und freier und kreativer kommunizieren könnten. Die nächste Stufe dieser Forschung schlägt vor, das System von Menschen mit amyotropher Lateralsklerose getestet werden. Lorenceau glaubt, dass das System auch den Weg für andere Anwendungen ebnet. Zum Beispiel könnte es verwendet werden, um Piloten, Chirurgen, Sportler, Künstler und andere Menschen zu trainieren, deren Aktivitäten eine präzise Augenmotorkontrolle erfordern. Eine weitere mögliche Anwendung könnte die Entwicklung von Sicherheitssystemen sein, die auf der Erkennung von Augenbewegungen basieren.
Geschrieben von Petra Rattue
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