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Human Factors Chapter Berlin | September 15, 2019

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Session: Eine Einführung in Brain-Computer Interfaces (BCIs)

| Am 20, Jun 2013

In meiner Session habe ich einen kurzen Überblick darüber geben, was ein BCI eigentlich ist, wie es grundsätzlich funktioniert und welche Herausforderungen auf diesen Zweig der neuroergonomischen Forschung in den nächsten Jahren warten und welche Möglichkeiten sich ergeben werden. Auch die Fragen, die diese Technik für Themen wie Datenschutz und Persönlichkeitsrechte darstellen sind nicht unbeachtet geblieben.

Ein Brain-Computer Interface ist eine Schnittstelle zwischen einem Menschen und einem technischen System, welches ohne die Benutzung irgendwelcher Muskeln funktioniert. Der Mensch steuert also „mit seinen Gedanken“. Das BCI nutzt dabei die Elektroenzephalographie, die Messung von Potentialänderungen auf der Kopfhaut, um darüber Aufschluss auf die Intentionen des Benutzers ableiten zu können. Die dabei zur Anwendung kommenden Methoden sind meist sehr mathematisch, so zum Beispiel die Independent Component Analysis, welche das Signal in seine statistisch unabhängigen Teile trennt und es so ermöglicht, dass die Ursprungsorte verschiedener Signalanteile lokalisiert werden können.

Um die Funktionsweise und die Möglichkeiten eines BCIs zu verdeutlichen, wurde ein solches live vorgeführt. Eine freiwillige Probandin hat dafür eine EEG-Kappe mit 32-Elektroden (Brainproducts GmbH, Gilching) aufgesetzt bekommen. Danach musste die Probandin sich vorstellen die rechte oder linke Hand zu ballen. Diese Technik wird Motor Imagery genannt. Das BCI hat währenddessen erlernt diese vorgestellten Handbewegungen zu erkennen. Im Anschluss war die Probandin in der Lage, in einem simplen Paradigma, einen Ball auf eine Zielposition zu bewegen. Dies Gelang trotz der schlechten Bedingungen (Ungeübte Probandin, sehr kurze Trainingszeit in lauter Umgebung) erstaunlich gut, mit mindesten 6-7 erfolgreichen Trials pro 10 Versuche. Der Erwartungswert bei fehlender Kontrolle über den Ball lag dagegen nur bei 3-4 Trials pro Durchlauf.

Insgesamt hat mir die Session großen Spaß gemacht und ich habe mich sehr über das rege Interesse gefreut. Mein Dank diesbezüglich gilt auch Prof. Klaus Gramann vom Fachgebiet für Biopsychologie und Neuroergonomie der TU Berlin, der durch das zur Verfügung stellen des EEG-Equipments diese Session erst möglich gemacht hat.

Jonas Brönstrup, Team PhyPA, TU Berlin

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