Integratie van hersenactiviteitsmeting met Virtual Reality

Aan de Universiteit van Texas in Austin heeft een groep pionierende onderzoekers een commerciële virtual reality (VR)-headset succesvol aangepast om een niet-invasieve methode voor het meten van hersenactiviteit te integreren. Dit innovatieve project biedt ongekende inzichten in hoe mensen verschillende stimuli verwerken in immersieve VR-omgevingen, variërend van basisaanwijzingen tot meer intense stressoren.

Een naadloze combinatie van VR- en EEG-technologie

Het hart van deze innovatie ligt in de integratie van een electroencephalogram (EEG)-sensor in een Meta VR-headset. EEG’s meten, zoals we weten, de elektrische activiteit van de hersenen. Wanneer gecombineerd met de immersieve ervaring van VR, biedt het een gedetailleerd beeld van neurale reacties op verschillende VR-geïnduceerde stimuli.

“Virtual reality is zo veel immersiever dan alleen iets doen op een groot scherm,” benadrukte Nanshu Lu, de hoofdonderzoeker en professor aan de Cockrell School of Engineering. “Het geeft de gebruiker een meer realistische ervaring, en onze technologie stelt ons in staat om betere metingen te verkrijgen van hoe de hersenen reageren op die omgeving.”

Het onderzoek, dat is gepubliceerd in Soft Science, onderscheidt zich van de hedendaagse commerciële markt. Terwijl EEG- en VR-integraties niet nieuw zijn, zijn bestaande apparaten extreem duur. In tegenstelling daarmee geven de EEG-elektroden die zijn ontwikkeld door het UT Austin-team prioriteit aan gebruikerscomfort, waardoor langdurig gebruik mogelijk is en het potentieel voor toepassingen wordt verbreed.

De meeste commerciële EEG-oplossingen vereisen het dragen van een kap met elektroden. Deze zijn echter niet compatibel met VR-headsets. Bovendien hebben conventionele elektroden vaak moeite om een verbinding te maken met de schedel vanwege haarobstructie. Het onderzoeksteam heeft deze zorg op een innovatieve manier aangepakt. Hongbian Li, een belangrijk lid van Lu’s lab, merkte op: “Al deze mainstream-opties hebben significante tekortkomingen die we hebben geprobeerd te overwinnen met ons systeem.”

Li heeft de ontwikkeling van een unieke sponsachtige elektrode geleid, samengesteld uit zachte, geleidende materialen om deze uitdagingen te overwinnen. Deze hersengeïntegreerde headset beschikt over elektroden die zijn ingebed in de bovenste strap en het voorhoofd, een flexibele schakeling die herinnert aan Lu’s elektronische tattoos, en een EEG-opnameapparaat dat zich aan de achterkant bevindt.

Horizonverbreding: robots, mensen en VR

De implicaties van deze baanbrekende technologie zijn verstrekkend. Een opvallende toepassing is de integratie in een grootschalig onderzoek naar mens-robotinteractie aan de UT Austin. Hier kunnen individuen gebeurtenissen bekijken vanuit het perspectief van de robot met behulp van de VR-headset, met het extra voordeel van het meten van de cognitieve belasting tijdens langdurige observatieperioden.

Luis Sentis, een andere belangrijke deelnemer aan het robotbezorgingsproject, verklaarde: “Als je door de ogen van de robot kunt kijken, geeft het een duidelijker beeld van hoe mensen op hem reageren en laat het operators toe om hun veiligheid te controleren in geval van potentieel gevaar.”

Om het potentieel van hun uitvinding te beoordelen, hebben de onderzoekers een VR-spel geïntroduceerd. In samenwerking met de specialist in hersen-machineinterfaces José del R. Millán, hebben ze een rijsimulatie ontwikkeld die beoordeelt hoe attent gebruikers instructies verwerken en reageren, met de EEG die de hersenactiviteit nauwkeurig registreert gedurende de hele tijd.

Met een voorlopige octrooiaanvraag reeds ingediend, staat het team op het punt om de VR- en EEG-industrie te revolutioneren, actief op zoek naar partnerschappen om hun opmerkelijke technologie verder te verfijnen en uit te breiden.