Mit den Signalen von Muskelnervenzellen ein Flugzeug steuern
Neuronales Netz lernt die abgenommenen Signalmuster der Gesten
Ein erstaunliches Experiment ist Nasa-Wissenschaftlern gelungen. Einem Piloten ist es erstmals gelungen, ein Passierflugzeug ohne Bedienung des Knüppels und nur mit der Abnahme der Signale von Muskelnerven zu steuern und zum Landen zu bringen. Allerdings handelte es sich nicht um ein reales, sondern nur um ein simuliertes Flugzeug.
Der Pilot trug für die Abnahme der Nervensignale ein Armband, auf dem sich 8 Elektroden befanden. Die Sensoren nahmen die Signale auf, die die Muskelnervenzellen erzeugten, wenn der Pilot die entsprechenden Gesten des Steuerns ausführte: "Im Experiment ballt ein Pilot seine Hand in der leeren Luft, führt Bewegungen aus und erzeugt so Nervensignale, die von trockenen Elektroden auf seinen Arm abgenommen werden", erklärt Charles Jorgensen vom Ames Research Center Die Signale werden analysiert und dann durch einen Computer geschickt, wodurch der Pilot das simulierte Flugzeug steuern kann."
Der Pilot sieht dabei das Flugzeug und das Steuerpult vor sich auf einer großen Leinwand. Geflogen wurde eine beschädigte 757, mit der man auf dem Flughafen in San Francisco landen musste. Der Vorteil dieser Technik sei es, dass man ohne Umweg über mechanische Steuerungen wie einem Joystick, einer Tastatur oder einer Maus Nervensignale "direkt" mit den zu steuernden Geräten verbinden könne, was eine schnelle und "intuitive" Kontrolle ermögliche: "Diese Technik ist", so Jorgensen, "auch für Astronauten in Raumanzügen wichtig, die im Weltraum Geräte bedienen müssen.
Die neuroelektrischen Signale, mit denen wir unsere Muskeln steuern, werden mit einem "neuronalen Netz" analysiert, das die Bewegungsmuster erkennt und lernt, wie sie sich allmählich verändern und entwickeln können. Jedes spezifische Muster wird mit einer bestimmten Muskelbewegung identifiziert. Die Muster können wie die einzelnen Muskelbewegungen kombiniert werden, um eine Aktion wie das Ballen der Faust zu generieren. Die Software passt sich den unterschiedlichen Mustern der Muskelnerven an, die "durch Kaffeegenuss, Biorhythmen, Stress und der Fettmenge unter der Haut beeinflusst werden."
Die bioelektrische Schnittstelle wurde mit weiteren technischen Entwicklungen verbunden. Angeblich könne ein Computer in einer Sechstel Sekunde lernen, wie ein Flugzeug unter bestimmten neuen Bedingungen, also wenn beispielsweise die Ruder blockiert sind, Flügel teilweise zerstört sind oder Sensoren ausfallen, zu fliegen ist, wodurch der Pilot es dann besser steuern kann. Das sei deswegen wichtig, weil die Steuerungsversuche des Piloten unter solchen Bedingungen falsch sein können: "Als wir die drei Technologien kombinierten", so Jorgensen, "übernahm der neuroelektrisch angeschlossene Pilot das simulierte Flugzeug bei Landeszenarien mit einer Kaskade aufeinanderfolgender Pannen von blockierten Rudersteuerungen bis hin zu einem vollständigen Aussetzen der Hydraulik. In jedem Fall konnten erfolgreiche Landungen für den Autopilot, eine beschädigte Steuerung und eine nur mit dem Antrieb ausgeführte Steuerung demonstriert werden."