Nicht-invasives EEG-integriertes VR-Headset für Echtzeit-Gehirnmonitoring

University of Texas at Austin, TX

Hongbian Li, Research Associate in Professor Nanshu Lus Labor. (Bild: cockrell.utexas.edu)

EEG-Sensor im VR-Headset für langes Tragen

Ein Forschungsteam an der University of Texas at Austin entwickelte einen nicht-invasiven Elektroenzephalogramm (EEG)-Sensor, der in ein Meta-VR-Headset integriert wurde und über lange Zeiträume bequem getragen werden kann. Der EEG misst die elektrische Aktivität des Gehirns während immersiver VR-Interaktionen.

Das Gerät könnte auf vielfältige Weise eingesetzt werden: von der Hilfe bei Angstzuständen über die Messung von Aufmerksamkeit oder mentalem Stress von Piloten im Flugsimulator bis hin zur Möglichkeit, einem Menschen durch die Augen eines Roboters zu sehen.

Die besten EEG-Geräte heute bestehen aus einer Kappe, die mit Elektroden bedeckt ist, aber das funktioniert nicht gut mit einem VR-Headset. Und einzelne Elektroden kämpfen darum, ein starkes Signal zu erhalten, weil unsere Haare sie vom Kontakt mit der Kopfhaut abhalten. Die gängigsten Elektroden sind starr und kammförmig, sie schieben sich durch die Haare, um Kontakt mit der Haut herzustellen – ein unangenehmes Erlebnis für den Nutzer.

„All diese Mainstream-Optionen haben signifikante Mängel, die wir mit unserem System überwinden wollten“, sagte Hongbian Li, Research Associate in Professor Nanshu Lus Labor.

Schwammartige Elektroden aus leitfähigen Weichmaterialien

Für dieses Projekt schufen die Forscher eine schwammartige Elektrode aus weichen, leitfähigen Materialien, die diese Probleme überwand. Das modifizierte Headset verfügt über Elektroden am oberen Riemen und Stirnpolster, eine flexible Schaltung mit leitfähigen Leiterbahnen ähnlich Lus elektronischen Tattoos und ein EEG-Aufzeichnungsgerät am Hinterkopf des Headsets.

Diese Technologie fließt in ein weiteres großes Forschungsprojekt an der UT Austin ein: Ein neues Roboter-Liefernetzwerk, das auch als größte Studie zu Mensch-Roboter-Interaktionen dienen wird.

Lu ist Teil dieses Projekts, und die VR-Headsets werden von Menschen genutzt, die entweder mit Robotern reisen oder in einem entfernten „Observatorium“ sind. Sie können aus der Perspektive des Roboters zuschauen, und das Gerät misst auch die mentale Belastung dieser Beobachtung über lange Zeiträume.

„Wenn Sie durch die Augen des Roboters sehen können, zeichnet das ein klareres Bild davon, wie Menschen darauf reagieren, und lässt Betreiber ihre Sicherheit im Falle potenzieller Unfälle überwachen“, sagte Co-Leiter des Roboter-Lieferprojekts und Co-Autor der VR-EEG-Publikation Luis Sentis.

Test per Fahrsimulation

Um die Tragfähigkeit des VR-EEG-Headsets zu testen, erstellten die Forscher ein Spiel. Sie arbeiteten mit José del R. Millán, einem Experten für Brain-Machine-Interfaces, zusammen, um eine Fahrsimulation zu entwickeln, bei der der Nutzer einen Knopf drückt, um auf Lenkbefehle zu reagieren.

Der EEG misst die Gehirnaktivität der Nutzer, während sie Fahrentscheidungen treffen. In diesem Fall zeigt er, wie genau die Probanden aufpassen.

Die Forscher haben vorläufige Patentunterlagen für den EEG eingereicht und sind offen für Partnerschaften mit VR-Unternehmen, um eine integrierte Version der Technologie zu schaffen.

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Nat Levy unter nat.levy@utexas.edu; 512-471-2129.