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Forschungsprojekt EXPECT am DFKI untersucht Einfluss von EEG auf Mensch-Maschine-Interaktion

Forschung am DFKI
Projekt EXPECT untersucht Einfluss von EEG auf Mensch-Maschine-Interaktion

Ein Forschungsansatz im Projekt EXPECT ist der Einsatz von Computerspielen. Bild: DFKI
Ein Forschungsansatz im Projekt EXPECT ist der Einsatz von Computerspielen (Serious Games), die Spaß und Training miteinander verbinden, um die Neurorehabilitation von Patienten zu unterstützen.
Bild: DFKI
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Brain-Machine-Interfaces messen Gehirn-Signale und leiten daraus Steuerbefehle für Computer, Maschinen oder Roboter ab. Auch das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) untersucht die mobile multimodale Nutzung von EEG-Daten für die Interaktion mit robotischen Systemen. Das Forschungsprojekt EXPECT (Exploring the Potential of Pervasive Embedded Brain Reading in Human Robot Collaborations) soll zeigen, wie stark das EEG zu einer flexiblen kontextsensitiven Mensch-Maschine-Interaktion beiträgt.

Um ihr Ziel zu erreichen, arbeiten Experten aus den Bereichen multimodale Interaktion, Embedded Brain Reading und Interactive Machine Learning zusammen.

Das Projekt wurde am 20. Juli virtuell gestartet. Dabei entwickeln das Robotics Innovation Center und der Bereich Kognitive Assistenzsysteme eine adaptive, selbstlernende Plattform. Diese ermöglicht verschiedene Arten der Interaktion. Außerdem ist sie laut Pressemitteilung des DFKI in der Lage ist, aus Gestik, Sprache, Augenbewegungen und Gehirnaktivität die Intention des Menschen abzuleiten.

Für EXPECT arbeiten Standorte Saarbrücken und Bremen zusammen

„In EXPECT bündelt das DFKI Kompetenzen und Expertise aus den Bereichen Kognitive Assistenzsysteme und Robotik an den Standorten Saarbrücken und Bremen. Damit schaffen wir einen Grundpfeiler für weitere anwendungsorientierte Projekte auf der Basis von Forschungsarbeiten zur Einbindung von EEG-Daten in hybriden Brain-Computer-Interfaces“, sagt DFKI-CEO Antonio Krüger, der den Forschungsbereich Kognitive Assistenzsysteme und das EXPECT-Projekt leitet.

In der Zukunft würden KI-Systeme den Menschen nicht nur in eingeschränkten Bereichen unterstützen, sagt Elsa Kirchner, die Projektleiterin für den Forschungsbereich Robotics Innovation Center.

Künstliche Intelligenz

„Sie werden vielmehr wie persönliche Assistenten agieren. Um dieser Aufgabe gerecht zu werden, ist es zwingend notwendig, dass sie den Menschen verstehen, seine Intentionen ableiten und kontextsensitiv unterstützen“, so Kirchner. Dabei eröffneten Gehirndaten dem Roboter einen besseren direkten Einblick in die Intentionen des Menschen. „Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist z.B. die Rehabilitation nach einem Schlaganfall“, sagt Kirchner.

Natürliche Interaktion als größte Herausforderung

Eine der größten Herausforderungen in der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ist die natürliche Interaktion.

Dabei beschreibt das Wort „natürlich“ im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion (MCI) nicht die Schnittstelle zur Interaktion selbst, sondern den Prozess des Nutzers, die verschiedenen Interaktionsprinzipien der Schnittstelle zu erlernen. Der Lernprozess soll dabei so einfach wie möglich erfolgen. Der Nutzer agiert hier mit bekannten (natürlichen) Interaktionsprinzipien, etwa Sprachbefehlen, Gesten etc.

Diese Art der Interaktion ist im Bereich der MRK von großer Bedeutung. Sie ermöglicht eine effiziente Zusammenarbeit und trägt dazu bei, Berührungsängste und generelles Misstrauen gegenüber Robotersystemen im Arbeitsalltag abzubauen.

Bei EXPECT werden Methoden zur automatisierten Kennzeichnung und Auswertung der multimodalen Daten des Menschen entwickelt und in Tests evaluiert. Die Experimente sollen auch die Frage untersuchen, wie bedeutsam Gehirndaten zur Vorhersage von Intentionen beim Menschen sind.

EXPECT: Interaktion zwischen Mensch und Roboter natürlich gestalten

„Im Projekt EXPECT untersuchen wir, inwieweit wir in der Gehirnaktivität Korrelationen zwischen unterschiedlichen Modalitäten finden können und damit die Mensch-Roboter-Interaktion intuitiver und natürlicher gestalten können“, beschreibt der Projektleiter für den Forschungsbereich Kognitive Assistenzsysteme, Maurice Rekrut, das Projektziel.

„Zum einen möchten wir rein Brain-Computer-Interface-basierte Interaktionskonzepte gestalten, zum anderen aber auch multimodale Konzepte, um in jeder Situation die bestmögliche Interaktionsmöglichkeit bereitstellen zu können“, so Rekrut weiter.

Die Technologien, die in EXPECT entwickelt werden sollen, können später vielseitig verwendet werden. So will das DFKI diese etwa in der Raumfahrt und extraterrestrischen Exploration, der robotergestützten Rehabilitation und Assistenz sowie in Industrie 4.0 und der industriellen MRK einsetzen.

Weitere Informationen zum Projekt finden Sie auf der Website des DFKI. (wag)


Kontakt zum DFKI


Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
Trippstadter Str. 122
67663 Kaiserslautern
Tel.: +49 631 2057 50
E-Mail: info@dfki.de
Website: www.dfki.de

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