Brusselse tool laat robotarm bewegen met gedachten, zónder chirurgische ingreep

Een brain-computer interface is een verbinding tussen de hersenen en een computer, waarbij de hersenactiviteit wordt gemeten en omgezet in commando's voor de aansturing van apparaten. Onder begeleiding van professor Kevin De Pauw van de onderzoeksgroep Menselijke Fysiologie en Sportkinesitherapie (MFYS) van de VUB ontwikkelde onderzoeker Arnau Dillen er een waardoor een proefpersoon een robotarm kan laten bewegen met zijn gedachten.

‘In tegenstelling tot invasieve methoden, zoals het bedrijf Neuralink van Elon Musk beoogt, gebruiken we in dit onderzoek elektrofysiologische metingen van het brein (elektro-encefalografie of EEG) die volledig niet-invasief zijn, dus waarvoor geen chirurgische ingrepen nodig zijn’, vertelt Dillen. ‘Hierdoor wordt het systeem veel toegankelijker voor dagelijks gebruik.’

Complexe taken

Om een niet-invasieve controle mogelijk te maken, gebruikten de onderzoekers 'Motor Imagery’, een techniek waarbij de hersenactiviteit van een persoon wordt gemeten terwijl hij of zij aan een beweging denkt, zonder die daadwerkelijk uit te voeren. ‘Door specifieke frequenties van EEG-signalen te analyseren, kan het systeem bepalen aan welke beweging de persoon denkt’, legt De Pauw uit. ‘Die gegevens worden vervolgens gebruikt om een robotarm aan te sturen.’

Om dat mogelijk te maken, moest eerst een nieuwe methode worden ontwikkeld om de kalibratiedata te verzamelen en hiermee AI-modellen te trainen. ‘Het systeem moet voor iedere individuele gebruiker opnieuw gekalibreerd worden’, vertelt Dillen. ‘Maar met deze methode gaat dat aanzienlijk sneller.’

Bij het onderzoek werd ook gebruikgemaakt van Augmented Reality (AR). ‘De Hololens, de AR-bril van Microsoft, maakt gebruik van eye tracking om objecten te selecteren in de omgeving, terwijl de gebruiker door middel van gedachten de robotarm kan aansturen’, vertelt Dillen. ‘Die combinatie maakt het voor gebruikers mogelijk om complexe taken uit te voeren.’

Dillen is op dit moment actief op zoek naar postdoctorale mogelijkheden en industriële partners om de technologie verder te verfijnen en een softwareproduct te ontwikkelen dat hij op de markt kan brengen.

Het project werd mogelijk door de samenwerking van de onderzoeksgroep Menselijke Fysiologie en Sportkinesitherapie (MFYS) met het Brussels Human Robotics Research Center (Brubotics) consortium van de VUB en het ETIS laboratorium van de Université Paris-Cergy, in het kader van de Europese Universiteit EUTOPIA.