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TU Berlin

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Forschung

Heißer Draht zum Gehirn

Montag, 18. Juni 2012

Das Computer-Interface decodiert Hirnsignale und spricht die Schach-Software an

Martin Krämer bewegt die Schachfiguren mit reiner Gedankenkraft: Experiment im voll besetzten Audimax während der „Langen Nacht“
Lupe

Was nach Science-Fiction klingt, ist an der TU Berlin nun Realität: Zur Langen Nacht der Wissenschaften 2012 an der TU Berlin konnten Besucher in einem bis zum letzten Platz gefüllten Audimax erleben, wie der Schachgroßmeister Martin Krämer allein kraft der Gedanken seine Züge am Computer setzte – ohne einen Finger zu rühren.

Felix Rolletschke, TU-Studierender in spe, stellte sich spontan aus dem Publikum als Spielgegner zur Verfügung. Was das gespannte Publikum dann erleben konnte, markiert in der wissenschaftlichen Welt einen riesigen Durchbruch: Martin Krämer steuerte die Auswahl und Bewegung seiner Schachfiguren durch visuelle Aufmerksamkeit. Innovativ ist das neue Kommunikationssystem. Es ist nicht nur imstande zu lernen, es reagiert auch hochadaptiv auf den Spieler und dessen eventuell schwankendes Aufmerksamkeitsniveau.

Die Forschungsgruppe um Professor Dr. Klaus-Robert Müller und Dr. Michael Tangermann vom TU-Fachgebiet Maschinelles Lernen der Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik entwickelte diese einzigartige Technologie im Rahmen des Projekts TOBI (Tools For Brain-Computer Interaction). Das Berliner Brain-Computer Interface, die Schnittstelle zwischen Computer und Gehirn, vermag es, sich innerhalb von weniger als zehn Minuten auf das Elektroenzephalogramm (EEG) des Spielers einzustellen, seine Hirnsignale zu decodieren und die Schach-Software unmittelbar anzusprechen. Gemessen wird die elektrische Hirnaktivität mit nur wenigen Elektroden, die über eine Kappe auf der Spieler-Kopfhaut aufgebracht werden. Durch lernende Signalverarbeitungsalgorithmen gefiltert, spiegeln diese nichtinvasiven EEG-Signale wider, welcher Schachfigur, welchem Zug die höchste visuelle Aufmerksamkeit zukommt.

Zentraler Motivator der Forscher ist es, gelähmte Personen in ihren sozialen Aktivitäten zu unterstützen. „Schach als Königsdisziplin der kognitiv anspruchsvollen, aber nicht zeitkritischen Strategiespiele eignet sich hier in besonderer Weise“, so Michael Tangermann, Leiter des TOBI-Projekts. „Per BCI kann es gegen den Computer oder für ein Spiel über das Internet eingesetzt werden, die motorische Einschränkung des Spielers wird zur Nebensache.“ Und so wird das Steuerungsprinzip in klinischen Studien nicht nur für das Schachspiel, sondern auch für Webbrowser, Online-Fotobücher oder soziale Netzwerke eingesetzt.

Solche Projekte sind nur durch interdisziplinäre Zusammenarbeit erfolgreich, wie sie zwischen der TU Berlin, der Charité Berlin und den Partnern des TOBI-Projekts durchgeführt wird. Gefördert wird es im Zuge des siebten EU-Forschungsrahmenprogramms.

Mona Niebur / Quelle: Hochschulzeitung "TU intern", 6/2012

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