Integration von Hirnaktivitätsmessung mit virtueller Realität

An der University of Texas at Austin haben eine Gruppe von Pionierforschern erfolgreich eine kommerzielle Virtual-Reality-(VR)-Brille modifiziert, um eine nicht-invasive Methode zur Messung der Hirnaktivität zu integrieren. Dieses innovative Vorhaben bietet unvergleichliche Einblicke in die Verarbeitung verschiedener Reize in immersiven VR-Umgebungen, von einfachen Hinweisen bis hin zu intensiveren Stressoren.

Eine nahtlose Kombination aus VR- und EEG-Technologie

Das Herzstück dieser Innovation liegt in der Integration eines Elektroenzephalogramm-(EEG)-Sensors in eine Meta-VR-Brille. EEGs, wie wir wissen, messen die elektrische Aktivität des Gehirns. Wenn sie mit der immersiven Erfahrung von VR kombiniert werden, bietet sie einen detaillierten Blick auf die neuronalen Reaktionen auf verschiedene VR-induzierte Reize.

“Virtuelle Realität ist so viel immersiver als nur etwas auf einem großen Bildschirm zu tun”, betonte Nanshu Lu, der leitende Forscher und Professor an der Cockrell School of Engineering. “Sie bietet dem Benutzer eine realistischere Erfahrung, und unsere Technologie ermöglicht es uns, bessere Messungen davon zu erhalten, wie das Gehirn auf diese Umgebung reagiert.”

Die Forschung, die in der Zeitschrift Soft Science veröffentlicht wurde, hebt sich von dem contemporary commercial Markt ab. Während EEG- und VR-Integrationen nicht neu sind, sind bestehende Geräte übermäßig teuer. Im Gegensatz dazu priorisieren die von der UT Austin-Gruppe entwickelten EEG-Elektroden den Benutzerkomfort, was eine längere Verwendung und eine Erweiterung des Potenzials für mögliche Anwendungen ermöglicht.

Die meisten kommerziellen EEG-Lösungen erfordern das Tragen einer Kappe mit zahlreichen Elektroden. Diese sind jedoch nicht mit VR-Brillen kompatibel. Darüber hinaus stellen herkömmliche Elektroden oft Schwierigkeiten bei der Herstellung einer Verbindung mit der Kopfhaut aufgrund von Haarhindernissen dar. Das Forschungsteam hat dieses Problem innovativ angegangen. Hongbian Li, ein wichtiger Mitarbeiter in Lus Labor, kommentierte: “Alle diese gängigen Optionen haben erhebliche Mängel, die wir mit unserem System zu überwinden versucht haben.”

Li leitete die Entwicklung einer einzigartigen, schwammartigen Elektrode aus weichen, leitfähigen Materialien, um diese Herausforderungen zu meistern. Diese neu konstruierte Brille verfügt über Elektroden, die in den oberen Riemen und die Stirnplatte eingebettet sind, eine flexible Schaltung, die an Lus elektronische Tätowierungen erinnert, und ein EEG-Aufzeichnungsgerät, das am hinteren Ende angebracht ist.

Horizonte erweitern: Roboter, Menschen und VR

Die Auswirkungen dieser bahnbrechenden Technologie sind weitreichend. Eine bemerkenswerte Anwendung ist die Integration in eine groß angelegte Studie zur Mensch-Roboter-Interaktion an der UT Austin. Hier können Personen Ereignisse aus der Perspektive des Roboters mithilfe der VR-Brille betrachten, mit dem zusätzlichen Vorteil, die kognitive Belastung während verlängerter Beobachtungszeiten zu messen.

Luis Sentis, ein weiterer wichtiger Mitarbeiter im Robotik-Lieferprojekt, erklärte: “Wenn Sie durch die Augen des Roboters sehen können, erhalten Sie ein klareres Bild davon, wie Menschen auf ihn reagieren, und es ermöglicht den Bedienern, ihre Sicherheit im Falle potenzieller Unfälle zu überwachen.”

Um das Potenzial ihrer Erfindung zu bewerten, führten die Forscher ein VR-Spiel ein. In Zusammenarbeit mit dem Brain-Computer-Interface-Spezialisten José del R. Millán entwickelten sie eine Fahrsimulation, die bewertet, wie aufmerksam Benutzer Anweisungen verarbeiten und darauf reagieren, wobei das EEG die Hirnaktivität während des gesamten Prozesses genau aufzeichnet.

Mit einer vorläufigen Patentanmeldung bereits eingereicht, ist das Team bereit, die VR- und EEG-Industrie zu revolutionieren, und sucht aktiv nach Partnerschaften, um ihre bemerkenswerte Technologie weiter zu verfeinern und auszubauen.