HMI & Panel-PC
13.11.2012

Industrielle Bedien­konzepte auf Basis von Gedankensteuerung!?

Beitrag aus openautomation 6/2012 Auf der Suche nach neuen Bedienkonzepten wird auch die Steuerung von Maschinen per Kraft der Gedanken diskutiert...

Beitrag aus openautomation 6/2012

 

Auf der Suche nach neuen Bedienkonzepten wird auch die Steuerung von Maschinen per Kraft der Gedanken diskutiert. Festo hatte im Frühjahr die Software Cogniware präsentiert – allerdings im Zusammenhang mit einer spielerischen Applikation, genannt Cognigame. Die Software wertet die über das Brain-Computer-Interface erfassten Signale aus und leitet sie an die Steue­rung weiter. Elias Knubben, Leiter Corporate Bionic Projects bei Festo, beantwortet interessierende Fragen zum Thema. In seinem Team wurde ­Cognigame entwickelt.

 

_Herr Knubben, bitte erläutern Sie kurz das Funktionsprinzip von Cognigame und Cogniwave._

Elias Knubben, Leiter Corporate Bionic Projects bei der Festo AG & Co. KG: „Wenn die Sensorik und die Algorithmen noch weiter ver­bessert werden, ist es prinzipiell denkbar, dass die Gedanken­steuerung in Zukunft auch in der Industrie zum Einsatz kommt.“

Elias Knubben, Leiter Corporate Bionic Projects bei der Festo AG & Co. KG: „Wenn die Sensorik und die Algorithmen noch weiter ver­bessert werden, ist es prinzipiell denkbar, dass die Gedanken­steuerung in Zukunft auch in der Industrie zum Einsatz kommt.“

E. Knubben: Über die Elektroden am Brain-Computer-Interface werden die Signale aus dem Motor-Kortex erfasst und via Bluetooth an den Rechner gesendet. Dort erfolgt die Filterung, Verarbeitung und Klassifizierung dieser Signale. Das bedeutet, sie werden in Steuersignale umgewandelt. Diese Steuersignale werden dann an die Hardware weitergeleitet und die entsprechende Achse bewegt sich.

 

Bevor der Anwender aber spielen kann, muss er in einem Trainingsmodus seine Gedanken trainieren. In diesem Modus lernt die Software die speziellen Charakteristiken der Gedanken des Anwenders und der Anwender kann üben, einen Gedanken so exakt wie möglich zu reproduzieren.

 

_Im Unterschied zu konventionellen Bedienkonzepten, bei denen der Mensch bewusst etwas ausführt, sind Gedanken nicht bewusst steuerbar – sie schweifen ab. Wie geht Ihre Software mit solchen Tatsachen um, und wie zuverlässig bzw. fehleranfällig ist demnach eine Bedienung per Kraft der Gedanken?_

 

E. Knubben: Die Steuerung über Gehirnaktivität erfordert eine sehr hohe Konzentration. Der Anwender muss versuchen, einen Gedanken lange aufrechtzuerhalten und darf sich nicht ablenken lassen. Selbst die Freude, wenn alles funktioniert, lenkt den Anwender wieder vom eigentlichen Gedanken ab. Die Software erkennt die Gedanken, die während dem Trainingsmodus geübt wurden. Falls der Anwender abschweift, kann es trotzdem sein, dass diese Gedanken den Trainingsgedanken ähneln und die Software so fälschlicherweise den Gedanken als richtig erkennt.

 

Aus diesem Grund ist die Steuerung über Gehirnaktivität noch nicht 100 % zuverlässig. Die von uns erreichte Trefferquote liegt bei 70 %.

 

_Ist die Gedankensteuerung nicht deutlich lernintensiver und anstrengender für den Bediener als herkömmliche Bedienphilosophien?_

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E. Knubben: Im Moment ist dies richtig. Lange Trainingsphasen und viel Konzen­tration sind notwendig. Doch zum einen könnte dies in Zukunft besser werden, wenn die Algorithmen intelligenter werden und die Elektroden am Brain-Computer-Interface bessere Signale liefern. Zum Anderen ist für Menschen, die beispielsweise am Locked-in-Syndrom leiden, heute schon auch diese anstrengende Kommunikation die einzige, die sie zur Außenwelt verwenden können.

 

_Gibt es länderspezifische Unterschiede, die bei der Gedankensteuerung zu berücksichtigen sind?_

 

E. Knubben: Es gibt keine länderspezifischen Unterschiede. Denn der Gedanke an die Bewegung der Hand beispielsweise ist sprachunabhängig. Zusätzlich erkennt die Software während der Trainingsphase für jeden Anwender individuell die unterschiedlichen Ausprägungen der Gedanken und passt sich auf jeden Anwender individuell an.

 

_Wie industrietauglich ist die Gedankensteuerung prinzipiell und für welche Anwendungen ist sie geeignet?_

 

E. Knubben: Mit dem aktuellen Stand der Technik ist die Gedankensteuerung noch nicht geeignet, um in der Industrie eingesetzt zu werden. Prinzipiell würde ich dies aber nicht ausschließen wollen. Wenn die Sensorik und die Algorithmen noch weiter verbessert werden, könnte dies in Zukunft möglich sein.

 

Man kann sich vorstellen, dass ein BCI die Arbeitssicherheit erhöhen kann, ­indem zum Beispiel die Konzentrationsfähigkeit überprüft wird. Auch die Steuerung einer dritten Hand ist langfristig möglich.

 

_Bis wann ist mit realen Applikationen in der Industrie zu rechnen? Sind bereits industrielle Pilotprojekte am Laufen?_

 

E. Knubben: Die noch benötigte Entwicklungszeit ist schwer abschätzbar. Der Entwicklungsstand ist vergleichbar mit dem Entwicklungsstand der Sprachsteuerung vor einigen Jahren. Auch hier hat es Jahre gedauert, bis sich die Technologie auf dem Markt durchgesetzt hat.

 

Inge Hübner

 

Weitere Informationen unter www.festo.com. Beitrag als PDF downloaden

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Die Grundidee bleibt, die Dimensionen wachsen

„Eine Branche im Umbruch: Anwender fordern in aller Deutlichkeit kostensenkende, flexible und offene Automatisierungslösungen sowie Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Management“ – dieser Grundanspruch hat sich über die letzten 20 Jahre nicht geändert, aber die Dimensionen, die neue Technologien mit sich bringen, lassen die Industrie 4.0 Wirklichkeit werden. Immer im Mittelpunkt dabei: Daten – das viel gepriesene Öl des 21. Jahrhunderts. Die Grundidee der vertikalen Integration bleibt, nur das Wording ändert sich heute.

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