211service.com
Universelle Gehirn-Computer-Schnittstelle bringt Gedankenkontrolle auf jeden PC
Für gelähmte Menschen ist eine Gehirn-Computer-Schnittstelle manchmal die einzig praktikable Kommunikationsmöglichkeit. Die Idee ist, dass Sensoren Gehirnströme und die Nervensignale überwachen, die den Gesichtsausdruck steuern. Vordefinierte Signale können dann verwendet werden, um den Computer zu steuern.
Zum Beispiel könnte das mit einem linken Grinsen verbundene Muster von Nervensignalen dazu führen, dass sich der Cursor nach links bewegt, während ein rechtes Grinsen ihn nach rechts bewegen könnte; Die mit der Konzentration verbundenen Gehirnwellen könnten mit einem Doppelklick verbunden sein und so weiter. Auf diese Weise kann ein ansonsten gelähmter Benutzer einen Computer steuern.
Aber es gibt erhebliche Probleme mit dieser Art von Ansatz. Der erste ist, dass diese Systeme sehr anfällig für Rauschen sind und daher häufig Fehler machen. Zweitens sind sie umständlich und klobig zu bedienen, sodass die Kommunikation schmerzhaft langsam ist. Die Tippgeschwindigkeit kann bis zu etwa einem Zeichen pro Minute betragen. Eine Möglichkeit, Gehirnsteuerungsschnittstellen erheblich zu beschleunigen, wäre äußerst nützlich.
Hier kommen Ori Ossmy und seine Freunde von der Ben-Gurion-Universität in Israel ins Spiel, die eine universelle Gehirn-Computer-Schnittstelle namens MindDesktop entwickelt haben, die es einem Benutzer ermöglicht, die meisten Aspekte eines Windows-PCs mit einer Tippgeschwindigkeit von bis zu 20 Sekunden pro Zeichen zu steuern. Das ist eine Größenordnung besser als manch andere Systeme.
Zuerst etwas Hintergrund. In den letzten Jahren haben verschiedene Unternehmen damit begonnen, handelsübliche Gehirnüberwachungsgeräte zu verkaufen, die vom Gehirn erzeugte Signale und die mit Gesichtsbewegungen verbundenen Nervenfeuerungsmuster messen. Jeder kann diese Geräte für ein paar hundert Dollar kaufen.
Eines der bekannteren ist das Neuro-Headset Emotiv EPOC+ und das 14-Kanal-EEG, das über Wi-Fi mit jedem Computer verbunden werden kann. Das Gerät kostet 800 US-Dollar (obwohl das Unternehmen ein billigeres Modell mit niedrigeren Spezifikationen herstellt, das für 300 US-Dollar verkauft wird).
Die Steuerung eines Computers mit diesem oder anderen Gehirnmessgeräten ist jedoch schwierig, nicht zuletzt, weil viele Schnittstellen klobig und langsam sind. Also haben Ossmy und Co. ein System gebaut, das die vom Emotiv-Headset erkannten Signale aufnimmt und sie in einer relativ einfach zu bedienenden Schnittstelle nutzt.
Das Emotiv-Headset kann sofort die mit verschiedenen Gesichtsausdrücken verbundenen Nervensignale erkennen. Aber es kann auch darauf trainiert werden, die Gehirnwellenmuster zu erkennen, die mit dem Denken an beispielsweise eine Lieblingsblume, ein Lieblingslied oder ein Haustier verbunden sind.
Jeder dieser Gedanken kann dann verwendet werden, um eine andere Aktion in der Software auszulösen. Tatsächlich ist das gesamte System darauf ausgelegt, mit nur drei Eingängen zu arbeiten. Es kann an jede Form der Eingabe angepasst werden, sofern es drei verschiedene unterscheiden kann.
Die Schnittstelle hat einige einzigartige Ansätze. Beispielsweise können Benutzer mit einem hierarchischen Zeigegerät irgendwo auf dem Bildschirm ein Element auswählen. Dadurch wird der gesamte Bildschirm in vier Viertel unterteilt. Benutzer wählen das Viertel aus, das das interessierende Element enthält, und dieses Viertel ist selbst in vier kleinere Viertel unterteilt, von denen der Benutzer eines auswählt, und so weiter. Diese Unterteilung wird fortgesetzt, bis ein Viertel mit dem interessierenden Element gefüllt ist, auf das der Benutzer klicken kann, indem er es auswählt.
Dadurch kann der Benutzer jede Anwendung öffnen oder schließen. Eine Bildschirmtastatur, Texterkennung und andere Verknüpfungen beschleunigen den Kommunikationsprozess.
Das israelische Team testete die Software auf Herz und Nieren, indem es 17 gesunde Erwachsene bat, sie auf einem Standard-PC-Laptop zu verwenden, und dann maß, wie lange sie für bestimmte Aufgaben brauchten, z. B. das Öffnen eines Ordners, das Abspielen eines Videos und das Suchen im Internet nach einem Thema.
Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Lernfortschritt. In nur drei Lernsitzungen erledigten alle Benutzer ihre Aufgaben schneller und waren in der Lage, eine einfache E-Mail zu versenden.
Interessanterweise identifizierten die Forscher langes Haar als potenzielles Problem, da es mehr Signalfehler verursacht; dies machte die Aufgaben für Frauen schwieriger als für Männer. Die Ergebnisse zeigen, dass Benutzer schnell lernen können, wie man die neue Schnittstelle aktiviert und sie effizient zur Bedienung eines PCs verwendet, sagen Ossmy und Co.
Es muss jedoch noch viel getan werden, um diese Systeme mit anderen Kommunikationsformen wie SMS und gewöhnlichem Tippen vergleichbar zu machen. Bessere Sensoren werden eindeutig helfen, aber die Benutzeroberfläche selbst wird immer entscheidend sein.
Ref: arxiv.org/abs/1705.07490 : MindDesktop: Eine universelle Gehirn-Computer-Schnittstelle