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TU Berlin

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Schachspiel durch Gedankensteuerung

Dienstag, 22. Mai 2012

Medieninformation Nr. 118/2012

Verblüffendes Experiment: Minutenschnelle Anpassung an den Spieler durch lernfähige Technologie / Erste öffentliche Vorführung zur Langen Nacht der Wissenschaften am 2. Juni an der TU Berlin

Was nach Science-Fiction klingt, ist an der Technischen Universität Berlin nun Realität: Am 22. Mai wurde an der TU Berlin gezeigt, wie ein Schachspieler allein durch die Kraft der Gedanken seine Züge in Echtzeit am Computer setzte – ohne einen Finger zu rühren. Sein Spielgegner war via Internet zugeschaltet.

Der große wissenschaftliche Durchbruch: Die minutenschnelle Anpassung an den Spieler durch eine lernfähige Technologie ist kombiniert mit einer unmittelbaren Spielsteuerung über die visuelle Aufmerksamkeit.

Das Verblüffende an dieser Demonstration ist, dass Proband und Computer kein eingespieltes Team sind. Vielmehr treten sie über ein Brain-Computer Interface (BCI) kurz vor Spielbeginn erstmals in Kontakt. Dabei steuert der Spieler die Auswahl und Bewegung von Schachfiguren durch visuelle Aufmerksamkeit und nicht, wie in der BCI-Forschung der vergangenen Jahre, über Bewegungsvorstellungen. Die technische Innovation dahinter ist: Das neue Kommunikationssystem ist nicht nur imstande zu lernen, es reagiert auch hoch adaptiv auf den Spieler und dessen möglicherweise schwankendes Aufmerksamkeitsniveau.

Die Forschungsgruppe um Professor Dr. Klaus-Robert Müller und Dr. Michael Tangermann vom Fachgebiet Maschinelles Lernen an der TU Berlin entwickelte diese einzigartige Technologie im Rahmen des Projekts TOBI (Tools For Brain-Computer Interaction). Das Berliner Brain-Computer Interface (BCI), 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 dekodieren und die Schachsoftware unmittelbar anzusprechen.

Gemessen wird die elektrische Hirnaktivität mit nur wenigen Elektroden, die über eine Kappe auf der Kopfhaut des Probanden aufgebracht werden. Durch lernende Signalverarbeitungsalgorithmen gefiltert, spiegeln diese nicht-invasiven EEG-Signale wider, welcher Schachfigur oder welchem Zug die höchste visuelle Aufmerksamkeit zukommt. Die Hirnaktivität des Spielers wird so zum Steuerungsinstrument und Kommunikationskanal. Erst über eine weitere innovative Technologie wird die Spielsteuerung des neuen BCI-Systems unmittelbar erlebbar: Für die Auswahl einer Spielsteins oder Zugs richtet der Spieler seine visuelle Aufmerksamkeit auf eines der Felder. Statt durch einfache Helligkeitsveränderungen ist die visuelle Hervorhebung durch eine innovative neuro-ergonomisch optimierte Stimulation realisiert. Auf diese Weise werden visuelle Hirnareale maximal aktiviert, so dass sie mit besonders starken EEG-Signalen antworten und die Steuerung des Schachspiels sehr schnell und mit äußerst hoher Genauigkeit erfolgen kann.

„Schach als Königsdisziplin der kognitiv anspruchsvollen, aber nicht zeitkritischen Strategiespiele eignet sich hierfür 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, wodurch die motorische Einschränkung des BCI-Spielers zur Nebensache wird“.

Zentraler Motivator des Forschungsprojekts ist es, gelähmte Personen oder Patienten mit unzureichender Muskelkontrolle darin zu unterstützen, sich mittels eines solchen Systems innerhalb kurzer Zeit sozial stärker zu integrieren und ihre oft ungebrochenen geistigen Fähigkeiten trotz körperlicher Einschränkung gegenüber ihrer Umwelt zum Ausdruck zu bringen.

Schach ist dabei ein Anwendungsszenario unter vielen: In klinischen Studien wird das Steuerungsprinzip in verschiedenen Bereichen des Alltagslebens eingesetzt. Dazu gehört die gedankengesteuerte Nutzung eines Webbrowsers, eines Online-Fotobuchs, der Software eines sozialen Netzwerks oder eines Musikplayers.

Herausfordernde Projekte wie dieses sind nur durch interdisziplinäre Zusammenarbeit erfolgreich, wie sie zwischen der TU Berlin, der Charité Berlin und den Partnern des TOBI-Projekts erfolgreich durchgeführt wird. Gefördert wird es im Zuge des siebten EU-Forschungsrahmenprogramms (FP7-224631).

2. Juni: Erste öffentliche Vorführung zur Langen Nacht der Wissenschaften im Rahmen der „Großen Wissenschaftsshow“ an der TU Berlin. Bitte weisen Sie in ihrem Medium auf die Veranstaltung hin:
Zeit:
2. Juni 2012, ab 20.00 Uhr
Ort:
TU Berlin, Haus der Ideen/Hauptgebäude, Straße des 17. Juni 135,
10623 Berlin, Audimax

Das Programm und Pressematerialien zur Langen Nacht der Wissenschaften an der TU Berlin unter: www.lndw.tu-berlin.de

Bundesligaschachspieler und TU-Student Martin Krämer wird zeigen, wie Schach ohne technische Vorkenntnisse allein Kraft der Gedanken gesteuert werden kann und gegen einen freiwilligen, konventionell spielenden Kontrahenten aus dem Publikum antreten. Außerdem geht es in der Wissenschaftsshow um Regenwaldfrösche, die auch Warnmelder sind, ein Musik-Emotionen-Experiment und den „Verbrennungsmotor auf der Anklagebank“. Geboten werden schließlich ein Blick in die „Gläserne Waschmaschine“, in den Nanokosmos und die Tiefen der Erde. Dazu bereichern Stegreif-Comedy mit den „Gorillas“ und Tiere in 3D die Wissenschaftsshow.

mn

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:

Prof. Dr. Klaus-Robert Müller
TU Berlin
Leiter der Forschungsgruppe „Maschinelles Lernen“

Dr. Michael Tangermann
TU Berlin
Projektleiter TOBI

Mona Niebur
TU Berlin
Fakultät IV Elektrotechnik und Informatik
Referentin für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: 030/314-24904

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