Denken statt Lenken: Ein ausgewachsenes Flugzeug allein über Gedanken zu steuern ist möglich. Das belegt jetzt ein Test deutscher Forscher in einem Flugsimulator. Ihre Probanden steuerten den vorgegebenen Kurs durch ihre Hirnströme dabei überraschend genau – es hätte sogar für einen Flugschein gereicht, wie die Forscher berichten. Bis auch in echten Cockpits Piloten mit Elektrodenhauben sitzen, wird es allerdings wohl noch dauern.
Der Pilot trägt eine weiße Haube auf dem Kopf, die mit zahlreichen Kabeln verbunden ist. Er schaut konzentriert auf die Landebahn vor sich. Plötzlich bewegt sich der Steuerknüppel wie von Geisterhand. Das Flugzeug fliegt eine Kurve und dann gerade auf die Landebahn zu. Immer wieder wird die Position des Flugzeuges korrigiert, bis die Räder sanft auf den Boden aufkommen. Während des gesamten Landemanövers hat der Pilot weder Pedale noch Hebel bedient.
Vom Hubschrauber zum Flugzeug
Diese Szene stammt aus keinem Science-Fiction-Film, sondern beschreibt einen Versuch am Flugsimulator der Technischen Universität München (TUM). Wissenschaftler um Florian Holzapfel erforschen dort im Projekt „Brainflight“, wie hirngesteuertes Fliegen funktionieren kann. Dass es prinzipiell möglich ist, Fluggeräte durch Hinströme zu lenken, haben vor rund einem Jahr bereits US-Forscher belegt, die Probanden Modellhubschrauber mittels Gedanken durch einen Parcours lenken ließen.
Die Münchener Forscher legen nun noch eines drauf: Sie testeten, ob diese Form der Gedankensteuerung auch im Cockpit eines Flugzeugs funktioniert – in einem Flugsimulator. „Eine langfristige Vision des Projektes ist es, mehr Menschen den Zugang zum Fliegen zu eröffnen“, erklärt Projektleiter Tim Fricke. „Durch die Hirnsteuerung könnte das Fliegen an sich einfacher werden. Dies würde die Arbeitsbelastung von Piloten verringern und damit die Sicherheit erhöhen. Die Piloten hätten außerdem mehr Bewegungsfreiheit, um andere manuelle Aufgaben im Cockpit zu übernehmen.“
Hirnströme als Steuerbefehle
Ein erster Schritt in diese Richtung ist den Wissenschaftlern nun gelungen: Ihr Experiment zeigt, dass hirngesteuertes Fliegen möglich ist – und zwar mit überraschender Präzision. Sieben Versuchspersonen nahmen an den Tests am Flugsimulator teil. Sie verfügten über unterschiedliche Vorkenntnisse, ein Teilnehmer hatte sogar noch gar keine praktische Erfahrung im Cockpit gemacht.
Damit Mensch und Maschine kommunizieren können, werden die Gehirnströme der Piloten mithilfe von Elektroenzephalografie-Elektroden (EEG) gemessen, die mit einer Haube verbunden sind. Ein Algorithmus, der an der TU Berlin entwickelt wurde, ermöglicht es dem Programm, die elektrischen Potentiale zu entschlüsseln und in einen Steuerungsbefehl umzuwandeln. Das Programm wertet dabei nur die elektrischen Impulse des Gehirns aus, die zur Steuerung nötig sind.
Genauigkeit ausreichend für Flugschein
Das Ergebnis des Experiments überraschte selbst die Forscher. Denn die Genauigkeit, mit der die Versuchspersonen allein durch gedachte Kommandos den Kurs halten konnten, hätte teilweise auch den Anforderungen einer Flugschein-Prüfung genügt. „Einer der Probanden konnte acht von zehn vorgegebenen Kursen mit einer Abweichung von nur zehn Grad folgen“, berichtet Fricke. Auch der Landeanflug bei schlechter Sicht gelang einigen Probanden gut. Ein Versuchspilot setzte sogar nur wenige Meter neben der Mittellinie auf.
Die Wissenschaftler wollen als nächstes untersuchen, wie das Steuerungssystem und die Flugdynamik verändert werden müssen, um der „Gedankensteuerung“ besser gerecht zu werden. Der Pilot spürt normalerweise Widerstände bei der Steuerung und muss große Kraft aufwenden, wenn das Flugzeug zu sehr belastet wird. Dieses Feedback fällt beim hirngesteuerten Fliegen weg. Daher suchen die Forscher nach alternativen Wegen, dem Piloten eine Rückmeldung zu geben, ob er zum Beispiel das Flugzeug zu stark beansprucht.
(TU München, 27.05.2014 – NPO)
