ITF 2017
Imec-iminds -Kombination trägt erste Früchte
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Neueste Entwicklungen
Augenbewegungen
Bewegungen des Auges genau detektieren, aber bitte: kostengünstig
Imec und das Holst Center, eine gemeinsame Tochter mit TNO, haben einen Sensortechnologie entwickelt, mit der Augenbewegung in Echtzeit erkannt werden können, und das auch noch kostengünstig. Damit wäre der Weg frei, solch eine Technologie auch für Augmented Reality oder Virtual Reality zu nutzen.
Der Vorteil der Sensortechnologie vom Imec sind eindeutig die Kosten, wobei auch andere Pluspunkte für die Technologie sprechen. Kostenseitig steht die Imec-Lösung deshalb besser da, weil bisherige Systeme üblicherweise auf hochauflösenden Kameras basieren, die in Bildschirme oder Brillen integriert sind. Hinzu kommt noch, dass diese kamerabasierten Systeme zwar genau bestimmen können, wohin die Benutzer schauen, aber in den meisten Fällen reichen die Bildraten der Kameras nicht aus, um die schnellsten Bewegungen des Auges zu erfassen. Dazu zählen beispielsweise Sakkaden zählen, die laut Definition eine schnelle ballistische Bewegung der Augen darstellt, die der Erfassung eines neuen Fixationspunktes dient, und beispielsweise beim Lesen auftreten. Natürlich könnten auch bessere Kameras, die mit der Geschwindigkeit der Augen übereinstimmen, genutzt werden, aber damit würden die bereits hohen Kosten dieser Geräte noch weiter steigen, was nicht gerade für eine deutlich häufigere Nutzung in kommerziellen Geräten spricht. Und genau da setzt das Imec an, denn der Ansatz, den das Forschungsinstitut wählt, basiert auf einer elektrischen Messung, wodurch eine deutlich kostengünstigere Alternative zur Verfügung steht, ohne die oben beschriebenen Zeitprobleme zu haben.
Beim Imec-Ansatz werden vier Elektroden auf jedes Brillenglas rundherum gesetzt, wovon zwei die vertikalen und zwei die horizontalen Augenbewegungen detektieren. Darüber hinaus hat das Imec auch einen passenden Algorithmus entwickelt, der aus den gemessenen Signalen die genaue Blickrichtung errechnet, basierend auf dem Winkel zwischen gemessener Augenstellung und dem zentralen Blickpunkt. Imecs Ansatz bietet auch die Möglichkeit, das Verhalten des Auges zu überwachen, sprich die Geschwindigkeit der Bewegung des Auges zu messen oder wie häufig und wie lange das Blinzeln dauert.
Laut Gabriel Squillace, Forscher in der Gruppe Biomedizinische Anwendungen & Systeme bei Imec, können mit der Imec-Lösung die Kosten für Systeme im Vergleich zu existierenden Geräten, die die Augenbewegung detektieren, um den Faktor 5 reduziert und die Geschwindigkeit um den Faktor 4 erhöht werden.
Das bisherige Imec-System zeigt vielversprechende Ergebnisse. So ist es beispielsweise jetzt schon möglich, dass Anwender mit dieser Brille den Cursor mit den Augen bewegen können. Auch unterschiedliches Blinzeln wird erkannt, so dass beispielsweise Dateien mit den Augen ausgewählt und geöffnet werden können. Das langfristig verfolgt Ziel aber lautet, auch Sakkaden verfolgen zu können, denn dann wäre eine nahtlose Echtzeitverfolgung der Augenbewegung für AR- und VR-Anwendungen möglich. Der verfolgte Ansatz sei aber vielversprechend.
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DARPA
Trotz Prothese fühlen können
Im vom DARPA gesponserten IMPRESS-Projekt (Implantable Multimodal Peripheral Recording and Stimulation System) hat das Imec zusammen mit der University of Florida eine neuronale Schnittstelle entwickelt, die implantierbar ist und die Prothesenträger in die Lage versetzt, eine intuitive Kontrolle über ihre Prothetik zu erhalten, sprich das intuitive Gefühl zurückzubekommen, das eine Prothese bislang nicht bieten konnte.
Mit dem Chip kann ein großes Problem von Prothesen überwunden werden, denn jetzt kann der Arm nicht nur bewegt werden, sondern der Patient kann ihn Zukunft mit der Prothese auch fühlen, wenn er etwas berührt. Zukünftige Prothesen leiten über implantierbare Elektroden-Schnittstellen viele Sensorsignale in die peripheren Nerven des Trägers ein. Der realisierte Prototyp ist nur 35 µm dick und sitzt in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse, das flexibel und biokompatibel ist. Auf seiner Oberfläche sitzen 64 Elektroden, wobei die Anzahl auf 128 vergrößert werden kann. Dank der hohen Anzahl an Elektroden ist eine feinstufige Stimulation der Nerven und Aufzeichnung von Signalen möglich. Durch eine Nadel, die am Chip befestigt ist, kann das Gehäuse in ein Nervenbündel eingesetzt und befestigt werden. Damit erhöht sich im Vergleich zu gegenwärtigen Ansätzen mit weniger Elektroden die Präzision, wodurch die Patienten mehr Kontrolle über ihren prothetischen Arm und ihre Hand und ein feineres haptisches Feedback erhalten.
Dries Braeken, F&E-Manager und Projektleiter von IMPRESS beim Imec, ist überzeugt, dass der Prototyp einen wichtigen Durchbruch markiert auf dem Weg zu einer haptischen Prothetik. Denn diese Schnittstellen würden eine viel höhere Dichte an Elektroden und größere Flexibilität bei der Signalerfassung und Stimulierung ermöglichen als jede andere Technologie. Nach der Realisierung des Prototypen gehe es jetzt im nächsten Schritt darum, den Prototyp für einen langfristig angelegten implantierten Test vorzubereiten.
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