Vernetztes Haus: Nervenaktivität als Modell

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Menschen können Handlungen und ihre Folgen gedanklich durchspielen und somit planvoll agieren; auch bei Affen haben Wissenschaftler dieses Vorgehen beobachtet. Solche Möglichkeiten proaktiven Handelns fehlen bislang größtenteils bei technischen Systemen, zum Beispiel bei computergestützten Anwendungen für den Alltag. Ein internationales Forscherteam will nun die Nervenaktivitäten bei Primaten während komplexer Handlungen als Modell für die Entwicklung proaktiver Steuerungsbefehle für Geräte in einem vernetzten Haus verwenden. 

plan4act

Menschen können Handlungen und ihre Folgen gedanklich durchspielen und somit planvoll agieren; auch bei Affen haben Wissenschaftler dieses Vorgehen beobachtet. Solche Möglichkeiten proaktiven Handelns fehlen bislang größtenteils bei technischen Systemen, zum Beispiel bei computergestützten Anwendungen für den Alltag. Ein internationales Forscherteam will nun die Nervenaktivitäten bei Primaten während komplexer Handlungen als Modell für die Entwicklung proaktiver Steuerungsbefehle für Geräte in einem vernetzten Haus verwenden.

Die Europäische Union fördert das Projekt „Plan4Act – Predictive Neural Information for Proactive Actions: From Monkey Brain to Smart House Control“ vier Jahre lang mit insgesamt 4,2 Millionen Euro. Projektleiter ist Prof. Dr. Florentin Wörgötter vom III. Physikalischen Institut – Biophysik der Universität Göttingen. Beteiligt sind Prof. Dr. Alexander Gail, Leiter der Forschungsgruppe Sensomotorik am Deutschen Primatenzentrum in Göttingen und Professor für Sensomotorische Neurowissenschaften und Neuroprothetik an der Universität Göttingen, sowie Forschende aus Dänemark und Spanien.

„Wir wollen Methoden, Algorithmen und Hardware entwickeln, die neuronale Prozesse in Technologien übersetzen“, erklärt Prof. Wörgötter. „Die neuronale Aktivität von Primaten kann hier als Modell menschlicher Hirnfunktion dienen und die Ausnutzung kognitiver, vorausschauender Planungsfähigkeiten des Gehirns könnte in ferner Zukunft Menschen mit motorischen Beeinträchtigungen helfen. Zum Beispiel wäre es ihnen dann möglich, Ziele des alltäglichen Lebens vorausplanend zu erreichen, ohne jeden Handlungsschritt nacheinander und einzeln aufrufen zu müssen.“ Das Forscherteam wird dafür die Nervenaktivitäten bei Makaken aufzeichnen und analysieren sowie Modelle anpassungsfähiger Nerven-Netzwerke entwickeln. Aus diesen Erkenntnissen wollen sie einen Prototyp eines integrierten Controllers entwickeln, der über eine Schnittstelle mit einem vernetzten Haus verknüpft wird.

Entwicklung eines lernenden Roboters

Darüber hinaus ist der Göttinger Biophysiker Prof. Wörgötter an einem zweiten neuen EU-Projekt unter der Leitung der Universität Innsbruck beteiligt. Im Projekt „IMAGINE – Robots Understanding Their Actions by Imagining Their Effects“ wird nach Wegen gesucht, Robotern beizubringen, ihre Arbeitsumgebung und die Wirkung ihrer Handlungen zu verstehen und ihre Vorgehensweise an die jeweilige Situation anzupassen. Auch hier steht eine kognitive, vorausschauende Handlungsplanung im Zentrum des Forschungsinteresses. Ziel ist es, einen Prototyp eines lernenden Roboters zu entwickeln, der im Recyclingprozess elektromagnetische Geräte zerlegt. Speziell soll der Roboter mit einem multifunktionalen Greifer ausgestattet werden, der ohne Werkzeugwechsel vielfältige Bearbeitungsfunktionen durchführen kann.

Bild: 
Im Projekt „Plan4Act“ werden proaktive Handlungen von Makaken untersucht (links), um einen Hard- und Software-basierten Controller zu entwickeln (Mitte), der die neuronale Kommunikation mit einem vernetzten Haus ermöglicht.

Montage: Universität Göttingen
 

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