Habt ihr euch schon mal gewünscht, ihr hättet einen dritten Arm? Wissenschaftler haben erste Probanden einen Cursor mit Gedankenkraft steuern lassen. Roboterarme sollen später folgen. Dazu nutzen sie bisher ungenutzte Bandbreite in neuronalen Signalen.

Die Art der Forschung nennt sich Bewegungsaugmentation und beschäftigt sich unter anderem damit, mehr Bewegung zu ermöglichen, ohne dabei andere Körperteile wie die Arme oder Beine zu nutzen, um das zu tun. IEEE Spectrum berichtet, wie Forscher das ermöglichen wollen.

Ein Schlüssel, um den Roboterarm mit Gedankenkraft zu steuern, ist die sogenannte Elektromyographie (EMG). Diese erkennt elektrische Signale, die von Spinalneuronen gesendet und von Skelettmuskeln empfangen werden.

Diese elektrischen Signale müssen allerdings gelesen und übersetzt werden, bevor sie einen Roboterarm steuern können. Dafür nutzen die Forscher ein Trainingsmodul, das EMG-Signale liest, die durch kleine Muskelkontraktionen entstehen.

Einfach gesagt kann das Modul die Signale mit viel Rechenpower in eine mathematisch kompatible Form übersetzen, mit der wiederum die Steuerung eines Roboterarms möglich sein soll. Ist das Modul einmal auf einen Nutzer eingespielt, kann es die Signale in Sekundenschnelle entziffern.

Mit dieser Methode benutzen die Anwender allerdings immer noch ihre Muskeln, um den Roboterarm zu steuern. Die Forscher fanden aber heraus, dass höhere Frequenzen in motorischen Neuronen ungenutzt zu sein scheinen. Nur die niedrigen Frequenzen bewegen tatsächlich die Muskeln.

In einem weiteren Experiment haben die Forscher dann die Elektroden mit einem Muskel im Schienbein verbunden, der für die Kontraktion des Fußes verantwortlich ist. Dieses Mal haben sie allerdings die hohen von den niedrigen Frequenzen getrennt, sodass sie separat ausgelesen werden können.

So konnten die Probanden die bisher ungenutzten hohen Frequenzen nutzen, um einen Cursor zu steuern, ohne die Muskeln aktiv zu bewegen. Laut IEEE ist es schwierig, zu erklären, wie die Tester den Cursor tatsächlich auf diese Art bewegen, allerdings hatten sie den Dreh ziemlich schnell instinktiv raus.

Das ist allerdings nur der Anfang, denn bereits bei der Bewegung eines Cursors waren die Tester relativ hölzern unterwegs. Bis so ein Roboterarm gesteuert werden kann, ist es noch ein weiter Weg.