Forscher an der Universität von Illinois in Chicago haben einen „psychischen Roboter“ entwickelt. Der Roboter basiert auf einem Algorithmus, der die Absicht hinter einer Bewegung verstehen kann - Sie wollten das Lenkrad drehen, Sie wollten einen Schritt machen, Sie wollten Drücken Sie den roten Knopf - auch wenn diese Bewegung unterbrochen ist.
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Während dies wie der nächste Schritt in der Cyborg-Weltherrschaft klingen mag, wurde es tatsächlich in erster Linie entwickelt, um gehirnverletzten Patienten zu helfen, sich besser zu bewegen.
Eine solche Vorhersage ist möglich, erklärt Justin Horowitz, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Bioengineering, weil das menschliche Nervensystem so langsam arbeitet.
"Der Mensch muss vorausplanen, denn zwischen Auge, Gehirn und Hand gibt es so viele Verzögerungen", sagt er.
Wenn eine Bewegung unterbrochen wird, benötigt ein menschliches Gehirn mindestens eine Zehntelsekunde, um sie zu erkennen.
Der psychische Roboter nutzt diese Verzögerung, um die Bewegung zu „korrigieren“. Wenn Sie also eine Straße geradeaus fahren möchten, aber versehentlich das Lenkrad nach links bewegen, kann der Roboter die Abweichung verstehen und korrigieren.
Horowitz entwickelte den Algorithmus, indem er die Teilnehmer untersuchte, die sich an einem Roboterarm festhielten. Die Teilnehmer würden versuchen, nach einem Ziel zu greifen, aber der Roboterarm würde sie vom Kurs abbringen. Der Roboterarm würde die Bewegungen der Teilnehmer messen, wenn sie versuchten, die Bewegung zu korrigieren.
Horowitz und der Rest des Teams verwendeten die Daten aus den Versuchen, um einen Algorithmus zur Vorhersage der Absichten der Probanden zu erstellen. Dieser Algorithmus berücksichtigt eine Reihe komplexer Faktoren wie Armlänge und Gelenksteifigkeit. Daraus erstellte das Team die „psychic“ Software. Während eine Person einen Bruchteil einer Sekunde benötigt, um eine Bewegung zu korrigieren, kann eine Maschine viel schneller korrigieren. Die auf dem Algorithmus basierende Software weiß, wie Sie Ihre Hand wieder auf den richtigen Kurs bringen, bevor Sie überhaupt bemerken, dass Sie gestoßen sind.
Die Ergebnisse, die aus fünfjähriger Arbeit resultieren, wurden kürzlich in der Fachzeitschrift PLoS ONE veröffentlicht. Horowitz war der erste Autor der Studie, während der Professor für Biotechnik James Patton der Hauptforscher war.
Der in den Versuchen verwendete Roboter (Yaz Majeed) Patton sagt, das psychische Roboterkonzept könne für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, die über die medizinische Therapie hinausgehen. Dies könnte beispielsweise für Piloten nützlich sein, die versuchen, in Turbulenzen zu fliegen. Selbst wenn die Hände des Piloten zitterten, als er oder sie versuchte, das Joch zu drehen, würde der Roboter „wissen“, was er oder sie wirklich vorhatte. Es könnte ein Trainingswerkzeug für Musiker oder Sportler sein. Es könnte Chirurgen helfen. All diese Anwendungen würden unterschiedliche mechanische Schnittstellen erfordern, was das Team aktiv untersucht.
"All diese Dinge beinhalten Mensch-Maschine-Interaktionen und können durch das, was wir versuchen, verbessert werden", sagt er.
Eine Person, die einen Schlaganfall oder eine traumatische Hirnverletzung erlitten hat, kann möglicherweise eine „intelligente“ Prothese verwenden, die auf dem Algorithmus basiert. Wenn der Träger versucht, einen Schritt zu tun oder nach einer Tasse zu greifen, dies jedoch durch Muskelkrämpfe oder Zittern unterbrochen wird, kann die Prothese die Aktion korrigieren und zu einer gleichmäßigeren Bewegung führen. Im Fall von Flugzeugen und Autos kann die Schnittstelle eine Reihe von Sensoren sein, die in das Armaturenbrett eingebaut sind.
"[Menschen sind] langsam, und aus diesem Grund müssen wir etwas haben, das die Zukunft vorhersagt", sagt Patton. "Das ist der faszinierende Teil für mich."
