Neurocomputing

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TRENDONE Micro-Trends zu den Themen Neurocomputing, Neuro-Prothesen, Gehirnforschung und Brain Computer Interfaces.

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Neurocomputing

  1. 1. NEUROCOMPUTING TRENDS & INNOVATIONEN
  2. 2. HEADSET ENTSPANNT UND KONZENTRIERT TRÄGER US-amerikanische Neurowissenschaftler haben mit „Thync“ das erste tragbare Lifestyle-Accessoire entwickelt, das den Träger mittels spezieller Impulse entweder aktiv entspannt oder dafür sorgt, dass er sich konzentrierter fühlt. „Thync“ wird auf dem Kopf getragen und von einer App gesteuert, über die die Intensität bestimmter Impulse zwecks Entspannung oder Konzentration dosiert werden kann. Die Präsentation des finalen Designs und die Markteinführung sollen 2015 erfolgen. Erste Studien und Probanden berichten von tiefer Entspannung sowie von Wachsamkeit wie nach zwei Tassen Kaffee. http://www.thync.com Arizona State University, USA 2Trendexplorer Send A Trend PPT Export Weitere Bilder
  3. 3. GEHIRNAKTIVITÄTEN IN VIRTUELLEN WELTEN Das Schweizer Start-up MindMaze wendet seine für den Medizinbereich entwickelte Technologie jetzt auch in der Unterhaltungselektronik an und hat eigene Virtual-Reality-Headsets angekündigt. Diese „NeuroGoggles“ verfügen über Sensoren, mit denen nicht nur Bewegungen, sondern auch Gehirnwellen aufgenommen werden können. In einer Demonstration wurde über die Gehirnaktivität des Trägers unter anderem sein Entspannungsgrad gemessen, um diese Entspannung mit Hilfe virtueller Spiele zu vertiefen. Zudem wurden die Gehirnaktivitäten auf einem Fernseher angezeigt und über einen Bewegungssensor 3D-Modelle der Körperbewegungen erstellt und abgebildet. http://www.mindmaze.ch MindMaze, Schweiz 3Trendexplorer Send A Trend PPT Export Weitere Bilder
  4. 4. SPRACHE AUS GEHIRNSTRÖMEN REKONSTRUIEREN Einem deutsch-amerikanischen Forscherteam ist es erstmals gelungen, unter Anwendung eines Brain-to-Text-Verfahrens aus Gehirnströmen Laute, Wörter und Sätze abzuleiten. Dafür wurden in den USA die Hirnströme von sieben Epilepsie-Patienten gemessen, während diese Beispieltexte vorlasen. Anschließend wurden die Messungen im Karlsruher Institut für Technologie analysiert, wobei Methoden aus der automatischen Spracherkennung und der Signalverarbeitung eingesetzt wurden. Künftig soll es möglich werden, aus der gedachten Sprache Text abzuleiten, was insbesondere Patienten mit Locked-in-Syndrom helfen könnte. http://www.kit.edu Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Deutschland 4Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  5. 5. DATENSPEICHERNDE PARTIKEL IM GEHIRN Wissenschaftler an der University of Michigan haben herausgefunden, dass digitale Daten auf kolloidalen Clustern abgelegt werden können, die sich in einer Flüssigkeit befinden. Sie beobachteten, dass sich der Zustand der Daten ähnlich wie beim Bitmuster von 0 zu 1 verändert. Bei diesem „Wet Computing“ könnten etwa biokompatible Nanopartikel im Körper als Sensoren genutzt werden, um beispielsweise den Zuckerspiegel im Körper zu überwachen. Als Implantate im Gehirn könnten sie zudem komplizierte Berechnungen durchführen oder dazu beitragen, neue Informationen sehr viel schneller aufzunehmen und zu verarbeiten. http://www.mcs.anl.gov University of Michigan, USA 5Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  6. 6. DRAHTLOSER NEUROSTIMULATOR STOPPT SCHMERZEN „Stimwave Freedom“ ist ein drahtloser Neurostimulator, der Schmerzsignale im Rückenmark ohne herausragende Kabel oder etwaige Akkus unterdrückt. Das millimetergroße Implantat kann mit einer Nadel in die richtige Position im Rückennerv injiziert werden, wo es sich rutschfest verankert. Die Stimulation erfolgt drahtlos über schwache Mikrowellensignale von einem tragbaren Sender aus. Als erster Neurostimulator überhaupt ermöglicht es „Stimwave Freedom“, Kernspinuntersuchungen durchzuführen, ohne zuvor den Neurostimulator entfernen zu müssen. http://www.stimwave.com Stimwave LLC, USA 6Trendexplorer Send A Trend PPT Export Video Weitere Bilder
  7. 7. E-MAIL VON GEHIRN ZU GEHIRN SCHICKEN Forschern der Duke University ist es erstmals gelungen, über eine Gehirn-Computer-Schnittstelle eine E-Mail von einem menschlichen Gehirn an ein anderes zu übermitteln. In einem Testversuch kreierte der Proband eine Nachricht, indem er seine Hand und seinen Fuß bewegte. Die neuralen Aktivitätsmuster, die dabei entstanden, wurden mit Hilfe von Elektroenzephalografie kategorisiert, woraufhin die Nachricht an den Teilnehmer in Frankreich gesendet wurde. Basierend darauf lieferte ihm ein Gerät zur transkraniellen Magnetstimulation Pulse an sein Gehirn, die er mit Hilfe eines Codes entschlüsseln konnte. http://www.plosone.org Duke University, USA 7Trendexplorer Send A Trend PPT Export Weitere Bilder
  8. 8. GESICHTER AUS DEN GEDANKEN REKONSTRUIEREN Wissenschaftler der Yale University haben ein Verfahren entwickelt, mit dem von Probanden angesehene Gesichter mit Hilfe von Magnetresonanztomografie und einer Software rekonstruiert werden können. Dafür wurden den Studienteilnehmern zunächst 300 Gesichter gezeigt und währenddessen die Aktivitäten einzelner Hirnareale ausgewertet. Auf der Basis des Gehirnscans konnte ein Algorithmus die gesehenen Bilder erstaunlich zutreffend rekonstruieren. Forscher versprechen sich von der Gedankenlesetechnik, eines Tages auch Bilder aus Träumen extrahieren zu können. http://news.yale.edu Yale University, USA 8Trendexplorer Send A Trend PPT Export Video Weitere Bilder
  9. 9. GEDANKENGESTEUERTE PROTHESE FÜR 300 US-DOLLAR Der japanische Prothesenhersteller exiii hat eine gedankengesteuerte Handprothese entwickelt, die für weniger als 300 US-Dollar produziert werden kann. Statt eigene Mikroprozessoren zu verwenden, kommuniziert die Prothese drahtlos mit einer App auf dem Smartphone. Diese verarbeitet die Messdaten eines EMG-Sensors, der die Nervenaktivitäten im Arm misst. Die Fertigungskosten sind dank des Einsatzes von 3D-Druck, der flexible Anpassungsmöglichkeiten bei Form, Funktionalität und Design ermöglicht, gering. http://exiii.jp exiii Inc., Japan 9Trendexplorer Send A Trend PPT Export Video Weitere Bilder
  10. 10. FLUGZEUGE PER GEDANKEN STEUERN Forscher an der Technischen Universität München testen in dem Projekt „Brainflight“ erstmals ein System, mit dem sich ein Flugzeug per Gedanken steuern lässt. Der Nutzer stellt sich hier Bewegungen seiner Hände vor, wobei ein Headset die elektrischen Potenziale misst, die ein Algorithmus dann in Steuerbefehle umwandelt. In einem Testversuch stiegen sieben Personen, von denen eine gar keine Vorkenntnisse hatte, in einen Flugsimulator. Alle Teilnehmer erzielten eine höhere Präzision als bei einer manuellen Steuerung. Das System soll Piloten entlasten und es ihnen zudem ermöglichen, nebenher noch andere manuelle Tätigkeiten auszuführen. http://www.tum.de Technische Universität München, Deutschland 10Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  11. 11. ROBOTER PER GEDANKEN STEUERN An der Eidgenössischen Polytechnischen Hochschule Lausanne ist ein Telepräsenzsystem entwickelt worden, mit dessen Hilfe gelähmte Menschen per Gedanken einen Roboter steuern können. Der Roboter basiert auf Festos Robotino-Plattform und ist mit einem Laptop mit integrierter Kamera ausgestattet. In Tests bekamen Versuchsteilnehmer aus verschiedenen Ländern ein Elektrodenheadset aufgesetzt, über das sie den Roboter im Labor steuern und per Skype mit Personen kommunizieren konnten. Der Roboter wich dabei Hindernissen aus und führte einen Befehl so lange aus, bis gedanklich ein „Stopp“ ausgesendet wurde. http://actu.epfl.ch École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz 11Trendexplorer Send A Trend PPT Export Video Weitere Bilder
  12. 12. MIT STROMSTÖSSEN GEGEN DIE REISEKRANKHEIT Wissenschaftler am Imperial College London haben eine App entwickelt, die mit leichten Stromstößen gegen Übelkeit auf Reisen helfen soll. Dafür wird die Anwendung mit einem Headset gekoppelt, das über mehrere Elektroden verfügt. Diese geben gezielt Strom mit geringer Stärke ab und wirken so auf jenen Teil des Gehirns ein, der für das Verarbeiten von Bewegungen verantwortlich ist und in dem laut Medizinern die Reisekrankheit ausgelöst wird. In Tests zeigten die Probanden mit Headset deutlich weniger Symptome als ohne Headset. Das System soll daher innerhalb weniger Jahre zur Marktreife gebracht werden. http://www3.imperial.ac.uk Imperial College, Großbritannien 12Trendexplorer Send A Trend PPT Export Video Weitere Bilder
  13. 13. ROBOTER IMITIERT GESTEN DES NUTZERS Forscher am Massachusetts Institute of Technology entwickeln den Roboter „HERMES“, der die Bewegungen eines Nutzers in Echtzeit umsetzt und ihm haptisches Feedback liefert. Der Nutzer trägt ein Außenskelett bestehend aus Kabeln und Motoren, die seine Bewegungen aufnehmen. Trifft der Roboter beim Ausführen einer Bewegung Objekte in der Umgebung, wird dem Nutzer der Aufprall in Form eines Rucks im Hüftbereich übermittelt, der ihn zum Zurücklehnen zwingt. Auch diese Bewegung wird von „HERMES“ imitiert, sodass der Roboter automatisch die Balance wiederfindet und nicht umfällt. https://robotics.mit.edu Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA 13Trendexplorer Send A Trend PPT Export Video
  14. 14. DURCH GEHIRNAKTIVITÄT BENACHRICHTIGUNGEN BLOCKIEREN An der Tufts University ist im Zuge des Projekts „Phylter“ eine Software entstanden, welche die Gehirnwellen von Personen misst und anhand dessen erkennt, ob sich die jeweilige Person gerade auf eine Sache konzentriert. Dafür wird durch „funktionelle Nahinfrarot- Spektroskopie“ (fNIRS) der Blutfluss im Gehirn gemessen. Die Daten werden mit einem lernfähigen Algorithmus verknüpft, der die Mobilgeräte anhand der Daten der fNIRS auf die Nutzer einstellt. So erkennt die Software, ob sich der einzelne Nutzer gerade konzentriert, und kann dann automatisch eingehende Nachrichten blockieren, um seine Aufmerksamkeit aufrechtzuerhalten. http://www.eecs.tufts.edu Tufts University, USA 14Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  15. 15. PER GEHIRNSTROMMESSUNG IM AUTO GEFAHREN VERHINDERN Jaguar Land Rover arbeitet im Rahmen des Forschungsprojekts „Sixth Sense“ an einem System, bei dem während der Fahrt die Gehirnströme des Fahrers gemessen werden, um frühzeitig zu erkennen, falls sich dieser in einem potenziell gefährlichen Zustand befindet. Die Sensoren dafür sind im Lenkrad untergebracht, sodass der Fahrer kein Headset tragen muss. Bei Unkonzentriertheit oder Stress vibrieren Bedienelemente oder das Gaspedal. Trackingsysteme, die den Blick des Fahrers untersuchen, liefern Jaguar Land Rover zufolge keine ausreichenden Ergebnisse – denn selbst wenn jemand geradeaus auf die Straße blickt, kann er im Kopf abgelenkt sein. http://newsroom.jaguarlandrover.com Jaguar Land Rover Ltd., Großbritannien 15Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  16. 16. STREAMING-PLAYER MIT GEHIRNSTRÖMEN STEUERN Die BBC hat den Prototyp eines Headsets entwickelt, mit dem der Träger einen Streaming-Player über seine Hirnströme bedienen kann. Der Zuschauer bekommt dabei in einem Übersichtsmenü mehrere Sendungen jeweils zehn Sekunden lang angezeigt. Möchte er ein Format komplett anschauen, muss er sich stark darauf konzentrieren. Die an der Stirn und den Ohren angebrachten Sensoren prüfen dabei, ob die Hirnstromaktivität einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Ein Balken auf dem Bildschirm zeigt dem Nutzer, welchen Konzentrationsgrad das Gerät bei ihm erkennt. Ist die Fokussierung ausreichend, wird das Programm aktiviert. http://www.bbc.co.uk British Broadcasting Corporation (BBC), Großbritannien 16Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  17. 17. ROLLSTÜHLE DRAHTLOS PER GEDANKEN STEUERN Die Brown University und Blackrock Microsystems haben in Zusammenarbeit eine Schnittstelle in Form des Geräts „Cereplex-W“ entwickelt, mit dem drahtlos Rollstühle oder Prothesen gesteuert werden können. Das Gerät wird am Schädelknochen befestigt. Es empfängt und verstärkt Signale von Elektroden, die zuvor ins Gehirn implantiert wurden, und leitet diese Signale per Funk mit 48 Megabit pro Sekunde an die entsprechenden Empfänger weiter. Bei älteren Entwicklungen waren für die Übertragung stets Kabel vonnöten, um die Gedankensteuerung zu ermöglichen. „Cereplex-W“ wurde von der US-Gesundheitsbehörde bereits zugelassen und kostet 15.000 US- Dollar. http://www.blackrockmicro.com Blackrock Microsystems, USA 17Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  18. 18. NEUROPROTHESE BILDET GEOMAGNETISCHEN SEHSINN AUS Eine an der University of Tokyo entwickelte Neuroprothese stimuliert das Gehirn von blinden Ratten mit geomagnetischen Signalen und bietet damit ein künstliches Navigationssystem. Bei Testversuchen wurden die Mäuse dank diesem „GPS im Gehirn“ in die Lage versetzt, ihren Weg durch ein Labyrinth zu finden. Die Neuroprothese besteht aus einem geomagnetischen Kompass, der auch in Smartphones zu finden ist, sowie aus zwei Elektroden, die jeweils in den visuellen Kortex der Tiere implantiert werden. In Abhängigkeit von der eingeschlagenen Richtung sendet das Implantat Signale aus und kreiert so eine mentale Karte der Umgebung. http://www.cell.com The University of Tokyo, Japan 18Trendexplorer Send A Trend PPT Export
  19. 19. DIE ERINNERUNG VON MÄUSEN MANIPULIEREN Forscher des Centre national de la recherche scientifique in Paris haben eine Studie veröffentlicht, in der sie die Manipulation der Erinnerung von Mäusen beschreiben. Sie beobachteten die Tiere im Schlaf, weil währenddessen die Erinnerungen gespeichert werden. Dabei wurden jene Nervenzellen ausfindig gemacht, die für die Orientierung zuständig sind. Waren diese Zellen aktiv, hieß das, dass das Tier gerade an einen bestimmten Ort dachte. Durch eine gleichzeitige Stimulation der Belohnungsregion im Gehirn sorgten die Forscher dafür, dass das Tier diesen Ort mit einer positiven Erinnerung assoziierte und ihn nach dem Aufwachen sofort aufsuchte. http://www.nature.com Centre national de la recherche scientifique, Frankreich 19Trendexplorer Send A Trend PPT Export Weitere Bilder
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