quadrocopter

Studenten lieten een quadrocopter die normaal met een afstandsbediening bestuurbaar is, met hun gedachten opstijgen en rondvliegen. De quadrocopter maakte geen brokken: hij vloog zelfs probleemloos door hoepels.

De uitvinding is niet bedoeld als speeltje – hoe leuk dat ook moge zijn – het helpt toekomstige oplossingen te maken voor slachtoffers die verlamd zijn of een neurodegeneratieve aandoeningen hebben. Zo kunnen mensen met een neurodegeneratieve aandoening steeds moeilijker bewegen of spreken. Robots kunnen dan aangestuurd worden door gedachten waardoor een patiënt zelfstandiger kan blijven leven.

Gedachten
“Ons onderzoek is het eerste dat laat zien dat mensen vliegende robots kunnen besturen met alleen hun gedachten, in de vorm van onvoelbare hersengolven,” zegt Bin He, hoofd van het onderzoek aan de University of Minnesota College of Science and Engineering. Met slechts onze gedachten kunnen we dus een object besturen. En daar hebben we geen uitzonderlijke ruimtelijke skills of een vliegbewijs voor nodig.

Testvlucht
Vijf deelnemers (drie vrouwen, twee mannen) testten de quadrocoptervlucht uit. Oefening bleek bijna niet nodig te zijn: alle deelnemers konden voor lange tijd de quadrocopter snel en zorgvuldig besturen. Met elektro-encefalografie (EEG), waarbij een persoon een soort netje met 64 elektrodes over het hoofd krijgt, registreerden de onderzoekers de elektrische activiteit van het brein. De deelnemers moesten eerst zonder naar de quadrocopter te kijken, denken aan het ballen van de rechterhand, de linkerhand of beide handen tegelijk. Hiermee bestuurden zij het vliegende apparaat door het naar rechts te keren, naar links te keren of het te laten stijgen. De snelheid waarop de quadrocopter vloog, was net zoals de gedachten waarop het apparaat moest reageren vooraf ingesteld. Na deze test en uitleg namen de deelnemers plaats achter een scherm waarop ze het beeld zagen van de camera aan boord van de quadrocopter. Het EEG-netje nam de signalen van het brein op en zond ze met behulp van WiFi door naar de quadrocopter.

De helikopter in actie
[youtube http://www.youtube.com/watch?v=6LWz4qa2XQA&w=600&h=315]

“Ik koos voor een quadrocopter in plaats van een helikopter omdat deze stabieler is, vloeiender beweegt en minder veiligheidsrisico’s heeft,” vertelt He. Na verschillende trainingssessies moesten de deelnemers zo vaak als zij konden de quoadrocopter door een kort parcours van ringen van schuim laten vliegen. Voor de vergelijking deed een andere groep hetzelfde, maar dan met een toetsenbord in plaats van de gedachtebesturing. De onderzoekers telden hoe vaak het lukte, hoe vaak de quadrocopter de ringen raakte en hoe vaak het apparaat buiten zijn afgezette terrein kwam. De quadrocopter met het toetsenbord besturen was gemakkelijker, maar de gedachtenbestuurders deden het helemaal niet slecht. De score van de toetsenbordbestuurders werd op 100 procent vastgesteld. Met de bovengenoemde getelde foutjes kwamen de gedachtenbestuurders uit op een gemiddelde score van 76 procent.

“Ons volgende doel is om robotarmen te besturen met het uiteindelijke doel brein-computer-interfaces te ontwikkelen die patiënten met een handicap of neurodegeneratieve aandoeningen helpt,” schrijft de bedenker van de gedachtebesturing in zijn paper in Journal of Neural Engineering .