Neurotechnologie für autonome Systeme EEG-basierte BCI macht HMIs smarter

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Im Projekt NAFAS zur Vereinfachung der Mensch‑Maschine‑Kommunikation präsentiert Zander Labs eine vollintegrierte, passive Gehirn‑Computer‑Schnittstelle, die kognitive Belastung per EEG erkennt und Benutzeroberflächen in Echtzeit anpasst. Das Fraunhofer IDMT steuert ein mobiles EEG mit unauffälligen, im Gesicht getragenen Teegrids‑Elektroden bei.

Das Projekt „Neuroadaptivität für autonome Systeme“ (NAFAS) unter der Leitung von Zander Labs will die Kommunikation zwischen Menschen und Maschinen vereinfachen. Künstliche Intelligenz soll u. a. in die Lage versetzt werden, anhand von Gehirnaktivitäten menschliche Schlussfolgerungen zu verstehen. Im Januar gab Zander Labs ein Projektupdate bekannt und stellte seine erste vollständig integrierte passive Gehirn-Computer-Schnittstelle (pBCI) vor, die darauf ausgelegt ist, kognitive Belastungen anhand der Gehirnaktivität auf Basis eines Elektroenzephalogramms (EEG) zu erkennen und daraufhin Benutzeroberflächen in Echtzeit anzupassen. Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT war an der Entwicklung des mobilen EEG-Systems für Brain-Computer-Interfaces beteiligt.

In den vergangenen Jahren lag der Fokus der Gruppe Mobile Neurotechnologien am Fraunhofer IDMT in Oldenburg auf der Entwicklung von EEG-Elektrodensystemen für die Anwendung im Alltag, außerhalb von Labor und Klinik. Für die BCI-Anwendungen im Rahmen des NAFAS-Projekts haben die Forscher ihre patentierten Elektroden-Patches (Teegrids), die im Gesicht getragen werden, speziell weiterentwickelt, um eine unauffällige und komfortable Erfassung von Hirnsignalen zu ermöglichen. Die schnelle und einfache Applikation in Kombination mit einer hohen Signalqualität eröffnet neue Möglichkeiten in der praktischen Anwendung von EEG – wie von Zander Labs verfolgt.

Innovative Elektroden-Patches als Schlüsselkomponente für BCI

Die Forscher passten sowohl die Elektrodenplatzierung als auch das Design des EEG-Patches für die konkreten Anwendungsszenarien im NAFAS-Projekt an. Dazu gehörte die Erweiterung des Systems um Elektroden im Scheitelbereich. Zentral war die systematische Evaluation von unterschiedlichen Elektrodentypen und Leitmaterialien, um ein möglichst gutes und robustes Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen. Außerdem wurde der Schichtaufbau des Patches mit Blick auf kosteneffizientere Produktionsverfahren verändert.

„Die Arbeiten im NAFAS-Projekt sind für uns ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg, EEG-Technologie aus dem Labor in den Alltag zu bringen“, sagt Insa Wolf, Gruppenleiterin Mobile Neurotechnologien am Fraunhofer IDMT. „Es freut uns sehr, dass unsere Elektroden-Patches, deren Ansatz wir gerade erfolgreich patentieren konnten, ihren Weg in konkrete BCI-Anwendungen finden werden.“

Auch Zander Labs zieht ein positives Fazit der Zusammenarbeit: „Das Fraunhofer IDMT hat mit seiner Arbeit am mobilen EEG-System signifikant dazu beigetragen, die Meilensteine der ersten NAFAS-Projektphase zu erreichen, und damit schon jetzt einen wesentlichen Anteil am Erfolg des Gesamtprojekts“, sagt Jonathan Zwaan, Co-Founder und CEO von Zander Labs.

Die hier angesprochenen Sensor- und Softwaredemonstratoren dienen ausschließlich Forschungs- und Entwicklungszwecken (Research Use Only). Sie sind nicht als Medizinprodukt CE-zertifiziert, es wurde und wird keine Leistungsbewertung im Sinne der MDR durchgeführt. Daten und Analysen fließen nicht in diagnostische oder therapeutische Entscheidungen ein.

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