31C3: Mit smarten Brillen das Gehirn ausforschen

Mit intelligenten Augengläsern lassen sich nicht nur Pupillen- und Lidbewegungen verfolgen sowie Ermüdungserscheinungen feststellen, sondern auch Gehirnaktivitäten messen, weiß Informatikprofessor Kai Kunze.

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31C3: Mit smarten Brillen das Gehirn ausforschen
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Von
  • Stefan Krempl

Intelligente Brillen sind dabei, sich einen Platz im wachsenden Markt der "Wearables" zu erobern. Google Glass ist der bekannteste Vertreter dieser noch jungen Gerätekategorie, doch es mangelt vielen noch an praktischen Anwendungsszenarien. Die Forschung ist da schon weiter, wie der an einer japanischen Universität lehrende Informatiker Kai Kunze auf dem 31. Chaos Communication Congress (31C3) in Hamburg zeigte. Datenbrillen können demnach den Nutzer etwa bereits davor warnen, dass er kurz vorm Einschlafen ist. Selbst von der Fähigkeit, Gedanken zu lesen, seien sie nicht mehr weit entfernt.

Der Juniorprofessor hatte den Hackern schon voriges Jahr vorgeführt, dass sich mit vergleichsweise klobigen, an Taucherbrillen erinnernden Augenaufsätzen Augenbewegungen verfolgen lassen. Dies gehe bis zum Messen, wie viele Wörter ein Proband während einer bestimmten Zeit lese. So könne man etwa herausfinden, ob er ein wissenschaftliches Buch oder einen Manga-Comic vor sich habe. Selbst eine Art "Fitbit" fürs Gehirn lasse sich so bauen zum Auswerten der eigenen Lesegewohnheiten.

Einen speziellen "Mobile Eye Tracker" möchten aber selbst die härtesten Gadget-Freunde wohl nicht ständig auf dem Kopf tragen. Kunze und sein Team haben daher nach Alternativen mit ähnlichen oder gar noch besseren Möglichkeiten zum Aufzeichnen von Augen- und Kopfbewegungen gesucht. Mit Smartphones und Tablets seien sie nicht richtig vorangekommen, berichtete Kunze. Experimente mit Google Glass hätten aber nahe gelegen und bisher etwa zum Entwickeln eines "GlassLogger" geführt.

Die Applikation verfolgt dem IT-Experten zufolge alle Sensoren der Datenbrille inklusive Infrarot. "Wenn ich die Pupille bewege, kann das registriert werden", brachte Kunze ein Beispiel. Man könne wahrnehmen, ob jemand aktuell spreche anhand seiner Kopf- und Augenbewegung. Hintergrund sei, dass sich beim Reden die Blinzelfrequenz verdoppele. Auch beim E-Book-Umblättern blinzele man, sodass das Display theoretisch für diesen Augenblick gar nicht beleuchtet werden müsste.

Das Nutzen solcher Effekte sei "cool für Horror-Games" oder interaktive Spiele, meinte Kunze. Es sei damit aber auch möglich, Ermüdungserscheinungen festzustellen und sogar vorherzusagen. Man könnte so etwa herausfinden, "welche Universitätsvorträge besonders langweilig sind". Noch seien selbst technikfreundliche Hochschulen in Japan aber skeptisch, ob man derlei Praktiken im Alltag einsetzten sollte.

Mit dem GlassLogger vergleichbare, aber noch leistungsstärkere neue Systeme hätten mittlerweile Firmen wie SMI oder Tobii herausgebracht. Diese seien aber hauptsächlich für die Forschung gedacht. Die Marktlücke schließen wolle die japanische Institution Jins, die dieses Jahr mit "J!INS Meme" eine intelligente Hornbrille herausgebraucht habe. Dabei handle es sich zwar um keinen "vollen Computer" und die wie ganz gewöhnliche Hipster-Mode daherkommenden Augengläser verfügten auch weder über eine Kamera noch ein Display.

Dafür werteten sie aber mit speziellen, etwa in die Nasenbügel eingebauten Sensoren per Elektrookularografie (EOG) die Muskelaktivität rund um die Augen aus. Vorteil gegenüber Google Glass sei dabei der geringe Stromverbrauch. Ein EOG-Gerät lasse sich zudem mit dem Open-Source-Projekt Eyeboard selbst zusammenbauen.

Einen Schritt weiter gehen laut Kunze Tests mit Augenaufsätzen des National Institute of Radiological Sciences (NIRS). Mit dem Gerät des strahlenmedizinischen Instituts Nahinfrarotspektroskopie (NIRS). Mit dieser Technik ließen sich Gehirnaktivitäten messen. Dazu werde der Oxyhämoglobin-Stoffwechsel geschätzt und beobachtet, also die Verbindung des Farbstoffs der roten Blutkörperchen mit Sauerstoff. Insgesamt hält der Wissenschaftler "Eye Wear Computing" für geeignet, "um unsere kognitiven Grenzen zu überwinden". Schwierigkeitsgrade von Aufgaben könnten damit etwa so gewählt werden, dass sie kurz vor der Grenze lägen, an der ein Individuum in der Regel aufgebe.

Ob die Forscher keine ethischen Bedenken hätten, mit derlei Entwicklungen "ein perfektes Kontrollinstrument" zu schaffen, wollte ein Hacker nach dem Vortrag wissen. Das sei natürlich ein wichtiger Punkt, entgegnete Kunze. Seine persönliche Voraussetzung laute: "Die Daten bleiben allein beim Nutzer." Andererseits liege die universitäre Forschung bereits hinter Untersuchungen und Anwendungen in der Wirtschaft zurück. Dort würden derlei Techniken etwa bereits in der Werbung, für Produktplatzierungen und beim Design von Supermärkten eingesetzt. (bo)