Normung für Brain-Computer-Interfaces
Brain-Computer-Interfaces (BCI) ermöglichen eine direkte Informationsübertragung vom Gehirn an einen Computer und umgekehrt. In den zuständigen Normungsgremien werden offene Fragen hinsichtlich Sicherheit und Funktionalität geklärt.
Brain-Computer-Interfaces (BCI) stehen als relativ neues Entwicklungsfeld bisher nur in stark begrenztem Umfang zur Verfügung. Sie ermöglichen es, biologische Signale des Gehirns in elektrische zu verwandeln und somit maschinenauslesbar zu machen. Dazu werden neuronale Implantate eingesetzt, die im oder außerhalb des Gehirns platziert werden können.
Funktionsweise von Brain-Computer-Interfaces
Die Kopplung von Gehirn und Computer beruht auf der Erfassung und Verarbeitung spezifischer neuronaler Impulse. Deren räumliche und zeitliche Dynamik wird über Sensoren gemessen. Die erfassten Aktivitätsmuster werden vom BCI laufend mit vorgegebenen als auch erlernten Referenzmustern verglichen.
Auf diese Weise identifiziert das Computersystem charakteristische neuronale Informationen. Durch die Identifikation und Klassifikation solcher Signale entschlüsselt das BCI die Intentionen des Nutzers und generiert daraufhin die entsprechenden maschinellen Steuerbefehle.
Weil Brain-Computer-Interfaces völlig ohne Betätigung irgendeines Muskels auskommen, können vor allem Menschen mit körperlichen Einschränkungen davon profitieren. BCI als sprach- und bewegungsunabhängige Maschinensteuerung ermöglicht es zum Beispiel, nur mit Hilfe der eigenen Gedanken einen Sprachsynthesizer zu bedienen oder eine Prothese zu kontrollieren bzw. damit sogar zu „fühlen“.
Andererseits können BCIs auch die menschliche Leistungsfähigkeit erweitern, etwa indem sie neue interaktive Welten eröffnen oder uns in Zusammenarbeit mit Robotern schwierige Aufgaben (z.B. Operationen) meistern bzw. für Menschen bisher unzugängliche Gegenden erkunden lassen.
Normen ermöglichen innovative Technologien
Wenig überraschend ist das „Übersetzen“ eines biologischen Signals in ein elektrisches keine leichte Aufgabe. Wichtig ist daher eine einheitliche, genormte Sprache, damit BCI-basierte Lösungen eingesetzt und vermarktet werden können.
Die Geräte müssen dafür genau definierte Kriterien hinsichtlich Sicherheit und Funktionalität erfüllen. Fehlen spezifische Normen, so behindert das die Interoperabilität neuer Geräte und ist somit ein Hindernis für die Vermarktung. Normung fördert hier also Innovation und erleichtert den Marktzugang.
Das Joint Technical Committee von ISO und IEC (ISO/IEC JTC 1/SC 43) beschäftigt sich mit der Normung auf dem Gebiet der Gehirn-Computer-Schnittstellen.
Seine Aufgaben sind die Entwicklung von Normen, die die Kommunikation und Interaktion der BCI über viele Anwendungsfelder hinweg regeln sollen, sowie die Beratung bei der Entwicklung von BCI-Anwendungen.
Noch viele technologische Herausforderungen
Die Umsetzung von Brain-Computer-Interfaces birgt derzeit noch beträchtliche technologische Herausforderungen. Dazu gehört die Entwicklung von zuverlässigeren Messsensoren sowie präziseren und schnelleren Klassifikationsalgorithmen.
Vor allem die niedrige Informationsübertragungsrate zwischen Gehirn und Computer ist ein wesentliches Hindernis. Die Fehlerrate beim Verstehen mentaler Kommandos ist hoch. Um besonders klare Befehle zu senden, benötigen Nutzer:innen ein intensives Training und ein hohes Maß an Konzentration.
Eine weitere Hürde ist der Schritt aus der Laborumgebung hinaus in die alltägliche Anwendung. So wirkt sich etwa die Ablenkung der Nutzer:innen durch viele unterschiedlicher Sinnesreize negativ aus. Aus diesem Grund ist eine schnelle, intuitive und präzise Gedankenkontrolle derzeit noch Zukunftsmusik.
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