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

University of Texas in Austin, TX

Hongbian Li, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor von Professor Nanshu Lu. (Bild:Cockrell.utexas.edu)

Ein Forschungsteam an der University of Texas in Austin hat einen nichtinvasiven Elektroenzephalogramm-Sensor (EEG) entwickelt, der in ein Meta VR-Headset eingebaut wurde, das über längere Zeiträume bequem getragen werden kann. Das EEG misst die elektrische Aktivität des Gehirns während der immersiven VR-Interaktionen.

Das Gerät könnte auf vielfältige Weise eingesetzt werden, von der Hilfe für Menschen mit Angstzuständen über die Messung der Aufmerksamkeit oder des mentalen Stresses von Piloten mithilfe eines Flugsimulators bis hin zur Möglichkeit, einem Menschen die Möglichkeit zu geben, durch die Augen eines Roboters zu sehen.

Die besten EEG-Geräte bestehen heutzutage aus einer mit Elektroden bedeckten Kappe, aber das funktioniert mit dem VR-Headset nicht gut. Und einzelne Elektroden haben Schwierigkeiten, einen aussagekräftigen Messwert zu erhalten, weil unsere Haare sie daran hindern, sich mit der Kopfhaut zu verbinden. Die beliebtesten Elektroden sind starr und kammförmig. Sie werden durch die Haare eingeführt und verbinden sich mit der Haut, was für den Benutzer ein unangenehmes Erlebnis ist.

„Alle diese Mainstream-Optionen weisen erhebliche Mängel auf, die wir mit unserem System zu überwinden versuchten“, sagte Hongbian Li, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor von Professor Nanshu Lu.

Für dieses Projekt entwickelten die Forscher eine schwammartige Elektrode aus weichen, leitfähigen Materialien, die diese Probleme überwand. Das modifizierte Headset verfügt über Elektroden am oberen Riemen und am Stirnpolster, einen flexiblen Schaltkreis mit Leiterbahnen, die Lus elektronischen Tattoos ähneln, und ein EEG-Aufzeichnungsgerät, das an der Rückseite des Headsets angebracht ist.

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

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

„Wenn man durch die Augen des Roboters sehen kann, zeichnet sich ein klareres Bild davon, wie Menschen darauf reagieren, und ermöglicht es den Bedienern, ihre Sicherheit im Falle möglicher Unfälle zu überwachen“, sagte Luis Sentis, Co-Leiter des Roboterlieferungsprojekts und Co-Autor des VR EEG-Artikels.

Um die Funktionsfähigkeit des VR-EEG-Headsets zu testen, haben die Forscher ein Spiel entwickelt. Sie arbeiteten mit José del R. Millán, einem Experten für Gehirn-Maschine-Schnittstellen, zusammen, um eine Fahrsimulation zu entwickeln, bei der der Benutzer einen Knopf drücken muss, um auf Abbiegebefehle zu reagieren.

Das EEG misst die Gehirnaktivität der Benutzer, während sie Fahrentscheidungen treffen. In diesem Fall zeigt es, wie aufmerksam die Probanden sind.

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

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