Neurologen und ZF kooperieren

Schwindel, Kopfschmerzen und Übelkeit auf Reisen zu Hause lassen

ZF Neurologie Motion Sickness Reisekrankheit
ZF und Neurotechnologen der Universität des Saarlandes entwickeln mit künstlicher Intelligenz präventive Fahrstile, die der Reisekrankheit entgegenwirken könnten. Bild: ZF
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Viele kennen die negativen Begleiterscheinungen, die mit einer längeren Autofahrt einhergehen. Besonders Kinder leiden auf Reisen unter Schwindel, Kopfschmerzen und Übelkeit. Das Unternehmen ZF arbeitet derzeit gemeinsam mit Neurotechnologen an Wegen, die Symptome früh zu erkennen. Daraus sollen künftig intelligente Fahrfunktionen abgeleitet werden, um ungeliebte Reisekrankheiten zu verhindern.

Schwindel und Übelkeit machen es rund zwei Dritteln aller Passagiere schwer bis unmöglich, die Fahrt zu genießen, nebenher zu lesen oder zu arbeiten, schreibt ZF in einer Mitteilung. Das Unternehmen aus Friedrichshafen dieses Problem lösen und geht dabei über einen rein fahrzeugbezogenen Ansatz hinaus: „Wir stellen den Insassen selbst und sein individuelles Fahrerlebnis in den Mittelpunkt“, sagt Florian Dauth, in der ZF-Vorentwicklung verantwortlich für Aktivitäten im Bereich Human Centered Vehicle Motion Control. „Unser Ziel ist es, die Reisekrankheit individuell zu erkennen und auf den aktuellen Zustand des Passagiers bezogene Maßnahmen zu entwickeln.“

Die wissenschaftliche Basis kommt von der Systems Neuroscience & Neurotechnology Unit (SNNU) der Universität des Saarlandes und der htw saar. Dort wurden physiologische Reaktionen von Probanden auf verschiedene Fahrsituationen untersucht. „Unsere gemeinsame Forschung mit ZF umfasst Bereiche der Neurotechnologie, Psychophysiologie, der künstlichen Intelligenz und Fahrdynamik“, erläutert Prof. Dr. Dr. Daniel J. Strauss, Direktor der SNNU. „Die jeweiligen Kompetenzen der Partner ergänzen sich perfekt im Rahmen dieser Zusammenarbeit.“ Die bisherigen wissenschaftlichen Resultate seien in der internationalen Fachcommunity auf eine hervorragende Resonanz gestoßen, sagt Strauss.

Wissenschaftliche Daten geben Einblick in physiologische Prozesse

Verursacht wird die Kinetose – so wird die Reise- oder Bewegungskrankheit in der Fachsprache genannt – durch eine Diskrepanz in der Wahrnehmung: Das im Innenohr liegende Gleichgewichtsorgan fühlt eine Bewegung, die von anderen Sinnesorganen wie den Augen nicht bestätigt wird – das passiert insbesondere, wenn der Passagier konzentriert auf einen Bildschirm oder ein Buch blickt. Der menschliche Körper reagiert in dieser Situation ähnlich wie auf eine Vergiftung. Die Symptome reichen von leichtem Unwohlsein bis hin zu starker Übelkeit.

In mehreren Studien analysierten die Forscher von ZF und der SNNU im realen Straßenverkehr, welche physiologischen Marker die höchste Korrelation mit dem subjektiven Reisekrankheit-Empfinden des Menschen aufweisen und welcher Zusammenhang zur Fahrdynamik des Fahrzeugs besteht. Indikatoren dafür sind beispielsweise eine Veränderung der Körpertemperatur sowie der Hautleitfähigkeit. „Unser Motion Sickness Research Vehicle erlaubt uns, mit Hilfe eines Hochleistungsrechners die Vielzahl an physiologischen Messdaten, Kameradaten sowie auch Fahrdynamik-Messwerte aufzuzeichnen. Gleichzeitig dient das Fahrzeug als Plattform zur Entwicklung und Validierung der Algorithmen“, erklärt Dauth.

Mehr als 50.000 Gigabyte an physiologischen Markern des zentralen und autonomen Nervensystems als Thermografie-, Bild- und Fahrdynamikdaten bei mehr als 10.000 Fahrkilometern habe das Forschungsteam gesammelt. Die Daten sollen beim Verständnis der Krankheiten helfen und als Grundlage für KI-basierte Algorithmen herhalten, sagt Dauth.

Der Mensch im Fokus

Sensoren im Innenraum des Fahrzeugs sowie Wearables, welche die Probanden zur nicht-invasiven Messung am Körper tragen, sind aktuell Bestandteil der Forschung. „Die Herausforderung besteht darin, ein automotive-taugliches System zu entwickeln, das über Evolutionsstufen hinweg eine kontaktfreie Erkennung der Reisekrankheit erlaubt. Wir sehen dies als Schlüsselinformation, um das sehr individuelle Phänomen der Reisekrankheit in den Griff zu bekommen“, sagt Dauth. Damit erkennt der Fahrer – oder später die Steuerung des automatisierten Fahrzeugs – frühzeitig, wenn beispielsweise einem Kind auf dem Rücksitz unwohl wird, und kann das Fahrverhalten entsprechend anpassen.

Fahrzeug erlernt selbst präventive Fahrweise

Jeder Mensch reagiert unterschiedlich auf Fahrzeugbewegungen und besitzt ein individuelles Empfinden für Fahrkomfort. Diese Tatsache bildet ZF in einem Algorithmus ab, der basierend auf KI-Methoden die Körperreaktionen des Passagiers einlernt und somit ein personalisiertes Profil erstellt. Da somit für jeden Mitfahrer individuelle Daten vorliegen, wären automatisierte Fahrzeuge sogar in der Lage, den bevorzugten Fahrstil jedes Passagiers umzusetzen. Hierzu hat ZF kürzlich ein Fahrwerk vorgestellt, das das rollende Wohnzimmer ermöglichen soll. (wag)

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