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DFKI-Projekt abgeschlossen

Intelligente Robotersteuerung durch Embedded Brain Reading

22. Juli 2015, 17:32 Uhr | Andreas Knoll

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Neue Hardware-Komponenten und Software-Frameworks

Die Vielzahl komplizierter mathematischer Verfahren, die beim echtzeitfähigen und adaptiven Brain Reading zur Anwendung kommt, erfordert eine besonders große Rechenleistung. Gleichzeitig soll der Bediener möglichst mobil sein und sich frei bewegen können, was den Einsatz großer Rechner ausschließt. Aus diesen Gründen wurde in IMMI ein kompaktes Brain-Reading-System entwickelt, das eine normale CPU mit einem FPGA auf einer 7 x 10 cm großen Elektronikplatine kombiniert. FPGAs ermöglichen parallele Verarbeitungsoperationen und können daher große Datenmengen in kurzer Zeit verarbeiten. Das entwickelte System lässt sich entweder eigenständig mobil oder zur Optimierung von Embedded Brain Reading in ein technisches System eingebettet nutzen.

Die Software-Frameworks »pySPACE« und »reSPACE« wurden im Projekt eigens für die Verarbeitung großer Datenmengen entwickelt. Die Open-Source-Software »pySPACE« erlaubt eine einfache Konfiguration und parallele Ausführung komplexer Vergleiche sowie die Optimierung und Visualisierung von über 200 verschiedenen Verarbeitungs- und Auswertungs-Methoden. Über eine automatisch erzeugte Hochleistungsschnittstelle kann »pySPACE« auf »reSPACE« zugreifen und dadurch zeitkritische Verarbeitungsschritte in den FPGA-Baustein auslagern. Mit Hilfe von »reSPACE« können anwendungsspezifische Hardware-Beschleuniger die Verarbeitung der Daten effizient und in Echtzeit durchführen.

Neben Anwendungen in der Raumfahrt sollen die in IMMI entwickelten Techniken auch in der medizinischen Rehabilitation eingesetzt werden. Im kürzlich gestarteten Projekt »RECUPERA-Reha« arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DFKI an Methoden zum Aufbau eines mobilen Ganzkörper-Exoskeletts, das durch die Vorhersage von Bewegungsabsichten auf Basis der in IMMI entwickelten Techniken Schlaganfall-Patienten bei der Rehabilitation unterstützen soll.