Doktorgrads-stipendiat Atle Rygg Årdal ved NTNU med tankestyrt drone. Foto: Geir Mogen
Doktorgrads-stipendiat Atle Rygg Årdal ved NTNU med tankestyrt drone. Foto: Geir Mogen (Bilde: NTNU)

Forsker på tankestyring

Nettstedet Gemini melder at de to studentene Sumit Kumar Ram og Geir Kulia ved Institutt for teknisk kybernetikk ved NTNU, i løpet av to måneder greide å utvikle en avansert styring av en drone ved hjelp av signaler fra hjernen. Studentene brukte et EEG hodesett som leste hjerne­bølgene og ga dronen instrukser når studentene blunket med øynene. To blink fikk dronen til å lette. Ett blink styrte den enten framover eller bakover.

Blunking er noe vi gjør hele tiden og ofte blunker vi ufrivillig. Professor Marta Molinas, som er ansvarlig for forskningen, forklarer at dette likevel ikke betyr at dronen lett kom ut av kontroll.

– Vi blunker hele tiden, men dronen er laget slik at den skjønner når vi gjør det ufrivillig, sier hun.

Styring med hjernebølger

Å styre dronen ved hjelp av blunking, er bare første skritt. I neste omgang håper hun å styre den kun ved å bruke hjernebølger.

Professor Molinas forklarer at droneprosjektet var ment som et eksempel på hva som er mulig å få til ved hjelp av hjernekraft. På sikt håper hun at forskningen kan bidra til å utvikle analysemetoder som kan brukes til å utvikle diverse medisinsk utstyr og hjelpemidler som kan kontrolleres med hjernen og som kan brukes av funksjonshemmete.

NTNU-professoren ser for seg at de bare ved å tenke kan gjøre det mulig for eksempel å styre en rullestol, åpne vinduer, skifte kanal på TV-en og sjekke temperaturen. Mulighetene er mange, selv om hun regner med at dette ligger et stykke fram i tid.

Les: Seilbåten som er sin egen kaptein

Professor Marta Molinas og doktorgradsstipendiat Atle Rygg Årdal i laboratoriet for droner. Foto: Geir Mogen NTNU

Tolker hjernens signaler

Hovedhensikten med det hun driver med på NTNU er å lære mer om EEG-signalenes natur for å kunne utvikle verktøy for signalbehandling og analyse, som er bedre egnet til å hente ut informasjon fra disse signalene enn det som i dag er tilgjengelig. Professor Molinas forklarer at hun selv har forskningsbakgrunn fra regulering og elektroteknikk. Hun håper at hun med denne forskningen kan bidra til å tolke hjernens signaler ved hjelp av blant annet elektroencefalografi, eller EEG.

– Spesielt elektrisk signalanalyse fra hjernen kan være gjenstand for forskning ved bruk av adaptiv signalanalyse anvendt på hjernens signaler fra EEG-målingene, forklarer hun.

Målet hennes er å skaffe seg mer nøyaktig kunnskap om disse signalene og gjøre det mulig å samhandle med dem gjennom et datamaskingrensesnitt. Reguleringsteknikk gir muligheter for å gi tilbakemelding i elektrisk form, når de elektriske signalene blir korrekt tolket og forstått. Samtidig presiserer hun at de er helt i starten på denne forskningen, og deres fokus akkurat nå er på matematiske verktøy og grensesnitt for programvare og maskinvare mellom hjernen og maskinen.

Les: Selvlærende roboter

Professor Marta Molinas, Institutt for teknisk kybernetikk ved NTNU, ser hjelpemidler til funksjonshemmete som et bruksområde for tankestyring. NTNU

Nye analyseverktøy

Et av målene med forskningen er at teknikker som brukes av elektro- og kybernetikkingeniører, kan brukes for å gi hjerneforskere bedre redskaper til å gjøre det de gjør bedre. Noe av det professor Molinas arbeider med er å introdusere nye analyseverktøy ved å kombinere forskjellige fagfelt og nye matematiske metoder for å gi en økt innsikt, eller oversettelse, slik at vi bedre kan forstå de signalene vi allerede har.

Samtidig tror hun at denne forskningen kan gi nye muligheter for elektromagnetisk feedback til nervesystemet som behandlingsmetode, noe som det forskes mye på. Hun anser det som en mulighet at forskningen deres også kan benyttes av biomedisinske forskere for å få en bedre forståelse av sykdommer som Parkinson, Alzheimer og epilepsi.

Hun står ikke alene om forskningen, men har innledet et samarbeid med to forskningsinstitusjoner i Taipei, samtidig som hun også samarbeider med Taipei Veterans General Hospital. En av dem hun samarbeider med er Dr. Norden Huang som har vært vitenskapsmann for NASA i 30 år og er oppfinneren av en adaptiv analysemetode som er av spesiell betydning når det gjelder analyse av hjernesignaler.

– Denne forskningen har et stort potensial, men det trengs mye arbeid for å komme i mål, sier hun.