DE102019217447A1 - Device and method for processing and evaluating signals from brain activity - Google Patents

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Felix Michael Stuerner
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Abstract

Computerimplementiertes Verfahren (100) zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen (S1) einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen (130) von magnetischen Signalen (S1) einer Gehirnaktivität des Nutzers; Bestimmen (140) wenigstens einer Größe (P1), die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, in Abhängigkeit der magnetischen Signalen (S1).Computer-implemented method (100) for processing and evaluating signals (S1) of a brain activity of a user of a technical system, the method comprising the following steps: receiving (130) magnetic signals (S1) of a brain activity of the user; Determining (140) at least one variable (P1) which represents an emotion of the user of the technical system as a function of the magnetic signals (S1).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Offenbarung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems.The disclosure relates to a computer-implemented method for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system.

Ferner betrifft die Offenbarung eine Vorrichtung zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems.The disclosure also relates to a device for processing and evaluating signals of brain activity of a user of a technical system.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zum Verbinden von Mensch und Maschine ein sogenanntes Brain-Computer-Interface (BCI), auch Brain-Machine-Interface (BMI), beziehungsweise deutsch Gehirn-Computer-Schnittstelle, zu verwenden. Dabei handelt es sich um eine spezielle Mensch-Maschine-Schnittstelle, die ohne Aktivierung des peripheren Nervensystems, wie z. B. die Nutzung der Extremitäten, eine Verbindung zwischen dem Gehirn und der Maschine, beispielsweise einem Computer, ermöglicht. Dazu werden, beispielsweise mittels Elektroenzephalographie (EEG) - Sensoren, elektrische Signale einer Aktivität des Gehirns aufgezeichnet, mit Hilfe von Rechnern analysiert und in Betriebsgröße, insbesondere Ansteuersignale, zum Ansteuern der Maschine umgewandelt.From the prior art it is known to use a so-called brain-computer interface (BCI), also brain-machine interface (BMI), or brain-computer interface in German to connect man and machine. This is a special human-machine interface that can be used without activating the peripheral nervous system, e.g. B. the use of the extremities, a connection between the brain and the machine, such as a computer, enables. For this purpose, electrical signals of an activity of the brain are recorded, for example by means of electroencephalography (EEG) sensors, analyzed with the help of computers and converted into operating parameters, in particular control signals, for controlling the machine.

Ein Brain-Computer-Interface basiert auf der Beobachtung, dass schon die Vorstellung eines Verhaltens, im Weiteren wird darauf unter der Bezeichnung Intention Bezug genommen, anhand von elektrischen Signalen messbare Veränderungen der Gehirnaktivität auslöst. Beispielsweise führt die Vorstellung, eine Hand oder einen Fuß zu bewegen, zu neuronalen Aktivitäten im Gehirn, insbesondere im Cortex, der äußeren Schicht des Großhirns. In einem Trainingsprozess lernt das Brain-Computer-Interface, welche Veränderungen der Gehirnaktivität mit welchen Intentionen korrelieren. Diese Information kann dann in Steuersignale für diverse Anwendungen umgewandelt werden.A brain-computer interface is based on the observation that the very idea of a behavior, referred to below as intention, triggers measurable changes in brain activity based on electrical signals. For example, the idea of moving a hand or foot leads to neural activity in the brain, particularly in the cortex, the outer layer of the cerebrum. In a training process, the brain-computer interface learns which changes in brain activity correlate with which intentions. This information can then be converted into control signals for various applications.

Ein Brain-Computer-Interface kann beispielsweise in einem Fahrzeug bei einem Fahrsystem verwendet werden. Anhand von Veränderungen der Gehirnaktivität des Nutzers kann bereits in etwa bis zu einer halben Sekunde im vor Durchführen der eigentlichen Aktion durch den Nutzer erkannt werden, dass der Nutzer eine Fahraktion durchführen möchte, beispielsweise abbiegen oder bremsen. Ausgehend von diesen Informationen kann das Fahrsystem den Nutzer des Fahrzeugs beim teilautomatisierten Fahren unterstützen.A brain-computer interface can for example be used in a vehicle in a driving system. On the basis of changes in the user's brain activity, it can be recognized in about up to half a second before the actual action is carried out by the user that the user would like to perform a driving action, for example turning or braking. Based on this information, the driving system can support the user of the vehicle with partially automated driving.

Beim bevorstehenden hochautomatisierten Fahren (HAD) bzw. vollautomatisierten Fahren werden direkte Interaktionen des Nutzers mit dem Fahrzeug, insbesondere zum Lenken, Bremsen des Fahrzeugs, seltener. Damit einhergehend werden auch Intentionen, die Vorstellungen eines Verhaltens bzw. einer Aktivität weniger und die davon ausgelösten messbaren Veränderungen der elektrischen Hirnaktivität nehmen ab.With the upcoming highly automated driving (HAD) or fully automated driving, direct interactions of the user with the vehicle, in particular for steering and braking the vehicle, will be rarer. As a result, intentions, ideas of behavior or activity decrease and the measurable changes in electrical brain activity triggered by them decrease.

Die Offenbarung stellt ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung bereit.The disclosure provides an improved method and apparatus over the prior art.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein computerimplementiertes Verfahren zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen von magnetischen Signalen einer Gehirnaktivität des Nutzers; Bestimmen wenigstens einer ersten Größe, die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, in Abhängigkeit der magnetischen Signalen.Preferred embodiments relate to a computer-implemented method for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system, the method comprising the following steps: receiving magnetic signals of a brain activity of the user; Determining at least one first variable that represents an emotion of the user of the technical system as a function of the magnetic signals.

Neurale Aktivitäten im Zusammenhang mit Emotionen werden in einer tieferen Region des Gehirns, im limbischen System, insbesondere im Thalamus und Amygdala ausgelöst. Das limbische System liegt in etwa in einem Abstand von 6 cm von der Schädeldecke entfernt. Die neuronalen Aktivitäten des limbischen Systems sind daher mit Sensoren zum Erfassen von elektrischen Signalen der Gehirnaktivität, insbesondere EEG - Sensoren, gar nicht oder nur schwer erfassbar. Die neuronalen Aktivitäten aus dem limbischen System sind jedoch als magnetische Signale, insbesondere mittels Magnetoenzephalographie (MEG) - Sensoren, erfassbar.Neural activities related to emotions are triggered in a deeper region of the brain, in the limbic system, particularly in the thalamus and amygdala. The limbic system is approximately 6 cm from the top of the skull. The neural activities of the limbic system can therefore not be detected at all or only with difficulty using sensors for detecting electrical signals of brain activity, in particular EEG sensors. The neural activities from the limbic system can, however, be recorded as magnetic signals, in particular by means of magnetoencephalography (MEG) sensors.

Basierend auf den magnetischen neuronalen Aktivitäten kann dann eine Größe, die eine Emotion, insbesondere einen mentalen Zustand und/oder das Wohlbefinden des Nutzers, repräsentiert, bestimmt werden. Diese Information kann dann in Ansteuersignale für diverse Anwendungen umgewandelt werden.Based on the magnetic neural activities, a variable that represents an emotion, in particular a mental state and / or the well-being of the user, can then be determined. This information can then be converted into control signals for various applications.

Beispielsweise kann das Verfahren in einem Fahrsystem, insbesondere zum hochautomatisierten Fahren, verwendet werden. Wenn sich der Nutzer in einer gegebenen Fahrsituation beispielsweise ängstigt, könnte das Fahrsystem basierend auf dieser Information das Fahren anpassen, beispielsweise verlangsamen oder gegebenenfalls Informationen ausgeben, dass keine Gefahr zu erwarten ist.For example, the method can be used in a driving system, in particular for highly automated driving. If the user is afraid in a given driving situation, for example, the driving system could adapt the driving based on this information, for example slow it down or, if necessary, output information that no danger is to be expected.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren das Empfangen von elektrischen Signalen einer Gehirnaktivität des Nutzers.According to a further preferred embodiment, the method comprises receiving electrical signals of a brain activity of the user.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren das Bestimmen wenigstens einer zweiten Größe, die eine Intention des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, in Abhängigkeit der elektrischen Signale.According to a further preferred embodiment, the method comprises determining at least one second variable, which represents an intention of the user of the technical system, as a function of the electrical signals.

Neuronale Aktivitäten im Zusammenhang mit Intentionen werden im Cortex ausgelöst. Diese Aktivitäten können daher mit geeigneten Sensoren, insbesondere Elektroenzephalographie (EEG) - Sensoren erfasst werden.Neural activities related to intentions are triggered in the cortex. These activities can therefore be recorded with suitable sensors, in particular electroencephalography (EEG) sensors.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren: Bestimmen einer ersten Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität eines ersten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet ist. Die empfangenen magnetischen Signale von Gehirnaktivitäten des Nutzers umfassen Signale von Gehirnaktivitäten aus verschiedenen Bereichen des Gehirns. Beispielsweise umfassen die empfangenen magnetischen Signale sowohl Signale von Gehirnaktivitäten im limbischen System als auch Signale von Gehirnaktivitäten im Cortex. Um die empfangenen Signale nun differenziert auswerten zu können, wird aus den empfangenen Signalen eine erste Teilmenge bestimmt, die beispielsweise Gehirnaktivitäten im Cortex zugeordnet werden können.According to a further preferred embodiment, the method comprises: determining a first subset of the magnetic signals that is assigned to a brain activity of a first area of the brain of the user. The received magnetic signals of brain activity of the user include signals of brain activity from different areas of the brain. For example, the received magnetic signals include both signals of brain activity in the limbic system and signals of brain activity in the cortex. In order to be able to evaluate the received signals in a differentiated manner, a first subset is determined from the received signals, which, for example, can be assigned to brain activities in the cortex.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen der ersten Teilmenge der magnetischen Signale das Berechnen der ersten Teilmenge der magnetischen Signale in Abhängigkeit der elektrischen Signale. Unter Ausnutzung der physikalischen Zusammenhänge von elektrischen und magnetischen Felder untereinander sowie mit elektrischen Ladungen und elektrischem Strom unter gegebenen Randbedingungen, können magnetischen Signale basierend auf elektrischen Signalen berechnet werden. Diese Zusammenhänge werden durch die Maxwell Gleichungen für Elektromagnetismus beschrieben. Beim Neuroelektromagnetismus liegen die Frequenzen normalerweise unter 100 Hz, und die zeitlichen Ableitungen des elektrischen und magnetischen Felds sind typischerweise viel kleiner als die ohmschen Ströme, so dass die folgende quasistatische Form der Maxwell-Gleichungen angewendet werden kann:According to a further preferred embodiment, determining the first subset of the magnetic signals includes calculating the first subset of the magnetic signals as a function of the electrical signals. Using the physical relationships between electrical and magnetic fields as well as with electrical charges and electrical current under given boundary conditions, magnetic signals can be calculated based on electrical signals. These relationships are described by the Maxwell equations for electromagnetism. In neuroelectromagnetism, the frequencies are usually below 100 Hz, and the time derivatives of the electric and magnetic fields are typically much smaller than the ohmic currents, so the following quasi-static form of Maxwell's equations can be applied:

Für die Beziehung zwischen der Divergenz des elektrischen Feldes E

Figure DE102019217447A1_0001
und der Ladungsdichte ρ gilt: E = ρ ε ε 0 .
Figure DE102019217447A1_0002
For the relationship between the divergence of the electric field E.
Figure DE102019217447A1_0001
and the charge density ρ applies: E. = ρ ε ε 0 .
Figure DE102019217447A1_0002

Da in der Elektrostatik für die Rotation des elektrischen Feldes E

Figure DE102019217447A1_0003
× E = 0
Figure DE102019217447A1_0004
gilt, kann das elektrische Feld  E
Figure DE102019217447A1_0005
als Gradient des elektrostatischen Potentials beschrieben werden: E = ϕ .
Figure DE102019217447A1_0006
As in electrostatics for the rotation of the electric field E.
Figure DE102019217447A1_0003
× E. = 0
Figure DE102019217447A1_0004
applies, can the electrical field E.
Figure DE102019217447A1_0005
can be described as the gradient of the electrostatic potential: E. = ϕ .
Figure DE102019217447A1_0006

Da für die Divergenz des magnetischen Feldes gilt: B = 0.

Figure DE102019217447A1_0007
kann die magnetische Flussdichte beschrieben werden als B = × A .
Figure DE102019217447A1_0008
mit dem Vektorpotential A, das die Coulomb Eichung A = 0
Figure DE102019217447A1_0009
erfüllt.Since the following applies to the divergence of the magnetic field: B. = 0.
Figure DE102019217447A1_0007
the magnetic flux density can be described as B. = × A. .
Figure DE102019217447A1_0008
with the vector potential A, which is the Coulomb calibration A. = 0
Figure DE102019217447A1_0009
Fulfills.

Für den Zusammenhang zwischen der Rotation des magnetischen Feldes und der Stromdichte gilt × B = μ 0   J .

Figure DE102019217447A1_0010
The following applies to the relationship between the rotation of the magnetic field and the current density × B. = μ 0 J .
Figure DE102019217447A1_0010

Für die Divergenz der elektrischen Stromdichte gilt: J = 0.

Figure DE102019217447A1_0011
The following applies to the divergence of the electrical current density: J = 0.
Figure DE102019217447A1_0011

Die Stromdichte J

Figure DE102019217447A1_0012
der Gehirnströme setzt sich zusammen aus einem primären Stromfluss J p
Figure DE102019217447A1_0013
und einem sekundären Stromfluss J r ,
Figure DE102019217447A1_0014
wobei gilt: J = J p + J r .
Figure DE102019217447A1_0015
The current density J
Figure DE102019217447A1_0012
the brain waves are composed of a primary current flow J p
Figure DE102019217447A1_0013
and a secondary current flow J r ,
Figure DE102019217447A1_0014
where: J = J p + J r .
Figure DE102019217447A1_0015

Der primäre Stromfluss J p

Figure DE102019217447A1_0016
ist der Stromfluss der durch die Gehirnaktivität im Cortex hervorgerufen wird. Der sekundäre Stromfluss J r
Figure DE102019217447A1_0017
ist eine Reaktion auf den primären Stromfluss und kann über das ohmsche Gesetz J r . = σ E
Figure DE102019217447A1_0018
beschrieben und berechnet werden.The primary flow of electricity J p
Figure DE102019217447A1_0016
is the flow of electricity caused by brain activity in the cortex. The secondary flow of electricity J r
Figure DE102019217447A1_0017
is a reaction to the primary current flow and can be controlled by Ohm's law J r . = σ E.
Figure DE102019217447A1_0018
can be described and calculated.

Daraus folgend ergeben sich aus den vorstehend genannten quasistatischen Maxwell Gleichungen nun die folgenden Gleichungen: ( σ ϕ ) = J p Δ A = μ 0 J J = J p + σ ϕ B = × A .

Figure DE102019217447A1_0019
The following equations now result from the quasi-static Maxwell equations mentioned above: ( σ ϕ ) = J p Δ A. = - μ 0 J J = J p + σ ϕ B. = × A. .
Figure DE102019217447A1_0019

Aus dem primären Stromfluss J p

Figure DE102019217447A1_0020
und den Parametern ε und σ, ergibt sich dann das elektrostatische Potential Φ durch Lösen der Laplace Gleichung für Φ.From the primary flow of electricity J p
Figure DE102019217447A1_0020
and the parameters ε and σ, the electrostatic potential Φ is obtained by solving the Laplace equation for Φ.

Analog kann auf Basis des primären Stromfluss J p

Figure DE102019217447A1_0021
und den Parametern ε und σ Vektorpotential A, und daraus die magnetische Flussdichte B
Figure DE102019217447A1_0022
berechnet werden.Analog can be based on the primary current flow J p
Figure DE102019217447A1_0021
and the parameters ε and σ vector potential A, and from this the magnetic flux density B.
Figure DE102019217447A1_0022
be calculated.

Wie im Vorhergehenden gezeigt, korrelieren die magnetische Signale und die elektrischen Signale, beschrieben über die Maxwell Gleichungen für Elektromagnetismus, miteinander, sodass die Kenntnis der elektrischen Signale, die einer Gehirnaktivität des ersten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden, genutzt werden kann, um die erste Teilmenge der magnetischen Signale der Gehirnaktivität für diesen Bereich des Gehirns zu bestimmen. Anhand der gemessenen elektrischen Signale der Gehirnaktivität des Cortex können also die magnetischen Signale der Gehirnaktivität des Cortex berechnet werden.As shown above, the magnetic signals and the electrical signals, described via the Maxwell equations for electromagnetism, correlate with one another, so that knowledge of the electrical signals associated with a brain activity in the first area of the user's brain can be used to determine the First determine subset of the magnetic signals of brain activity for that area of the brain. Using the measured electrical signals of the brain activity of the cortex, the magnetic signals of the brain activity of the cortex can be calculated.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter: Bestimmen einer zweiten Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität in einem zweiten Bereich des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden. Die zweite Teilmenge der magnetischen Signale lässt sich beispielsweise aus der Differenz der gesamten Menge der empfangenen magnetischen Signale abzüglich der ersten Teilmenge, insbesondere der berechneten ersten Teilmenge, der magnetischen Signale bestimmen. Die zweite Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität des limbischen Systems des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden, kann also aus der gesamten Menge der magnetischen Signale abzüglich der berechneten ersten Teilmenge, die einer Gehirnaktivität des Cortex zugeordnet wird, bestimmt werden.According to a further preferred embodiment, the method further comprises: determining a second subset of the magnetic signals that are assigned to a brain activity in a second area of the user's brain. The second subset of the magnetic signals can be determined, for example, from the difference between the total amount of the received magnetic signals minus the first subset, in particular the calculated first subset, of the magnetic signals. The second subset of the magnetic signals, which are assigned to a brain activity of the limbic system of the brain of the user, can therefore be determined from the total amount of magnetic signals minus the calculated first subset, which is assigned to a brain activity of the cortex.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Bestimmen der ersten Größe in Abhängigkeit der zweiten Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität des zweiten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden. Die erste Größe, die eine Emotion des Nutzers repräsentiert, wird dann basierend auf der zweiten Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität des zweiten Bereichs, also des limbischen Systems, des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden, bestimmt.According to a further preferred embodiment, the first variable is determined as a function of the second subset of the magnetic signals that are assigned to a brain activity in the second area of the user's brain. The first variable, which represents an emotion of the user, is then determined based on the second subset of the magnetic signals that are assigned to a brain activity of the second area, that is to say of the limbic system, of the user's brain.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Bestimmen der zweiten Größe in Abhängigkeit der elektrischen Signale der Gehirnaktivität und in Abhängigkeit der ersten Teilmenge der magnetischen Signale. Die zweite Größe repräsentiert die Intention des Nutzers des technischen Systems. Diese wurde bisher in Abhängigkeit der elektrischen Signale von Gehirnaktivitäten im Cortex berechnet. Basierend auf den elektrischen Signalen, kann wie vorstehend erläutert, die ersten Teilmenge der magnetischen Signale berechnet werden. Vorteilhafterweise werden diese Signale dann auch dazu verwendet, um die zweite Größe, die die Intention des Nutzer repräsentiert, zu bestimmen.According to a further preferred embodiment, the second variable is determined as a function of the electrical signals of the brain activity and as a function of the first subset of the magnetic signals. The second variable represents the intention of the user of the technical system. Until now, this was calculated as a function of the electrical signals of brain activity in the cortex. As explained above, the first subset of the magnetic signals can be calculated based on the electrical signals. These signals are then advantageously also used to determine the second variable, which represents the intention of the user.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen der ersten Größe, die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, das Vorhersagen der ersten Größe mittels eines ersten neuronalen Netzes. Das erste neuronale Netz erhält als Eingangsdaten die zweite Teilmenge der magnetischen Signale. Es wird also die zweite Teilmenge der magnetischen Signale verwendet, die einer Gehirnaktivität im limbischen System zugeordnet sind, um eine Emotion des Nutzers vorherzusagen, die mit neuronalen Aktivitäten im limbischen System zusammenhängt.According to a further preferred embodiment, determining the first variable, which represents an emotion of the user of the technical system, includes predicting the first variable by means of a first neural network. The first neural network receives the second subset of the magnetic signals as input data. The second subset of the magnetic signals that are assigned to a brain activity in the limbic system is used to predict an emotion of the user that is related to neural activities in the limbic system.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen umfassen ein Verfahren zum Trainieren des ersten neuronalen Netzes. Das erste neuronale Netz wird beispielsweise mit einem geeigneten Trainingsdatensatz umfassend eine zweite Teilmenge von magnetischen Signale und bekannte, damit korrelierende erste Größen, die eine Emotion des Nutzers repräsentieren, trainiert.Further preferred embodiments include a method for training the first neural network. The first neural network is trained, for example, with a suitable training data set comprising a second subset of magnetic signals and known, correlating first quantities that represent an emotion of the user.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen der zweiten Größe, die eine Intention des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, das Vorhersagen der zweiten Größe mittels eines zweiten neuronalen Netzes. Das zweite neuronale Netz erhält als Eingangsdaten die elektrischen Signale und/oder die erste Teilmenge der magnetischen Signale. Vorteilhafterweise wird eine Kombination aus gemessenen elektrischen Signalen und der berechneten ersten Teilmenge der magnetischen Signale verwendet, um eine Intention des Nutzers vorherzusagen, die mit neuronalen Aktivitäten im Cortex zusammenhängt.According to a further preferred embodiment, determining the second variable, which represents an intention of the user of the technical system, includes predicting the second variable by means of a second neural network. The second neural network receives the electrical signals and / or the first subset of the magnetic signals as input data. A combination of measured electrical signals and the calculated first subset of the magnetic signals is advantageously used in order to predict an intention of the user that is related to neural activities in the cortex.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen umfassen ein Verfahren zum Trainieren des zweiten neuronalen Netzes. Das zweite neuronale Netz wird beispielsweise mit einem geeigneten Trainingsdatensatz umfassend elektrische Signale und/oder eine erste Teilmenge von magnetischen Signalen und bekannte, damit korrelierende zweite Größen, die eine Intention des Nutzers repräsentieren, trainiert.Further preferred embodiments include a method for training the second neural network. The second neural network is trained, for example, with a suitable training data set comprising electrical signals and / or a first subset of magnetic signals and known, correlating second variables that represent an intention of the user.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen der ersten Teilmenge der magnetischen Signale das Vorhersagen der ersten Teilmenge der magnetischen Signale mittels eines dritten neuronalen Netzes. According to a further preferred embodiment, the determination of the first subset of the magnetic signals includes predicting the first subset of the magnetic signals by means of a third neural network.

Das dritte neuronale Netz erhält als Eingangsdaten die elektrischen Signale zur Vorhersage der ersten Teilmenge der magnetischen Signale.The third neural network receives the electrical signals for predicting the first subset of the magnetic signals as input data.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen umfassen ein Verfahren zum Trainieren des dritten neuronalen Netzes. Das neuronale Netz wird beispielsweise mit einem geeigneten Trainingsdatensatz umfassend eine elektrische Signale und eine bekannte, damit korrelierende erste Teilmenge an magnetischen Signalen, trainiert.Further preferred embodiments include a method for training the third neural network. The neural network is trained, for example, with a suitable training data set comprising an electrical signal and a known, correlating first subset of magnetic signals.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Vorrichtung zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, das Verfahren gemäß den Ausführungsformen auszuführen.Further preferred embodiments relate to a device for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system, the device being designed to carry out the method according to the embodiments.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Gehirn-Maschinen-Schnittstelle, BMI, engl. Brain-Machine-Interface, mit wenigstens einer Recheneinrichtung und wenigstens einer Speichereinrichtung.According to a further preferred embodiment, the device comprises a brain-machine interface, BMI. Brain-machine interface, with at least one computing device and at least one memory device.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ein erstes neuronales Netz zum Vorhersagen der ersten Größe und/oder ein zweites neuronales Netz zum Vorhersagen der zweiten Größe und/oder ein drittes neuronales Netz zum Vorhersagen der ersten Teilmenge der magnetischen Signale.According to a further preferred embodiment, the device comprises a first neural network for predicting the first variable and / or a second neural network for predicting the second variable and / or a third neural network for predicting the first subset of the magnetic signals.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der elektrischen Signale der Gehirnaktivität, insbesondere eine Elektroenzephalographie (EEG)-Sensoreinrichtung und/oder eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der magnetischen Signale der Gehirnaktivität, insbesondere eine Magnetoenzephalographie (MEG)-Sensoreinrichtung. Die EEG-Sensoreinrichtung ist dazu geeignet, insbesondere über EEG-Elektroden, elektrische Signale von Gehirnaktivitäten des Cortex detektieren zu können. Die MEG-Sensoreinrichtung ist dazu geeignet, insbesondere über MEG-Sensoren/Elektroden magnetische Signale von Gehirnaktivitäten, insbesondere im tiefliegenden limbischen System, detektieren zu können.According to a further preferred embodiment, the device comprises a sensor device for capturing the electrical signals of the brain activity, in particular an electroencephalography (EEG) sensor device and / or a sensor device for capturing the magnetic signals of the brain activity, in particular a magnetoencephalography (MEG) sensor device. The EEG sensor device is suitable for being able to detect electrical signals from brain activities of the cortex, in particular via EEG electrodes. The MEG sensor device is suitable for being able to detect magnetic signals from brain activities, in particular in the deep limbic system, in particular via MEG sensors / electrodes.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Computerprogramm, wobei das Computerprogramm computerlesbare Instruktionen umfasst, bei deren Ausführung durch einen Computer ein Verfahren gemäß den Ausführungsformen ausgeführt wird.Further preferred embodiments relate to a computer program, the computer program comprising computer-readable instructions which, when executed by a computer, execute a method according to the embodiments.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium umfasst, auf dem das Computerprogramm gemäß den Ausführungsformen gespeichert ist.Further preferred embodiments relate to a computer program product, the computer program product comprising a computer-readable storage medium on which the computer program according to the embodiments is stored.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung eines Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder einer Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder eines Computerprogramms gemäß den Ausführungsformen und/oder eines Computerprogrammprodukts gemäß den Ausführungsformen zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems zum Bestimmen von Betriebsgrößen zum Ansteuern eines Aktuators eines technischen Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zum zumindest teilweise autonomen Fahren, basierend auf elektrischen und magnetischen Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers des technischen Systems, oder eines Computers oder eines Smartphones oder eines Roboters, basierend auf elektrischen und/oder magnetischen Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers des technischen Systems, insbesondere des Kraftfahrzeugs oder des Computers oder des Smartphones oder des Roboters..Further preferred embodiments relate to a use of a method according to the embodiments and / or a device according to the embodiments and / or a computer program according to the embodiments and / or a computer program product according to the embodiments for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system for determining operating variables for controlling an actuator of a technical system, in particular a motor vehicle, in particular for at least partially autonomous driving, based on electrical and magnetic signals of a brain activity of a user of the technical system, or a computer or a smartphone or a robot, based on electrical and / or magnetic signals of a brain activity of a user of the technical system, in particular the motor vehicle or the computer or the smartphone or the robot ..

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Offenbarung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Offenbarung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Further features, possible applications and advantages of the disclosure emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention, which are shown in the figures of the drawing. All of the features described or shown form the subject matter of the disclosure by themselves or in any combination, regardless of how they are summarized in the claims or their reference and regardless of their wording or representation in the description or in the drawing.

In der Zeichnung zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems gemäß einer Ausführungsform;
  • 3 eine weitere schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 4 eine schematische Darstellung eines ersten neuronalen Netzes zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß 2 oder 3;
  • 5 eine schematische Darstellung eines zweiten neuronalen Netzes zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß 2 oder 3, und
  • 6 eine schematische Darstellung eines dritten neuronalen Netzes zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß 2 oder 3.
In the drawing shows:
  • 1 a schematic representation of a method for processing and evaluating Signals of a brain activity of a user of a technical system according to one embodiment;
  • 2 a schematic representation of a device for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system according to one embodiment;
  • 3rd a further schematic representation of a device for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system according to a further embodiment;
  • 4th a schematic representation of a first neural network for use in a device according to FIG 2 or 3rd ;
  • 5 a schematic representation of a second neural network for use in a device according to 2 or 3rd , and
  • 6th a schematic representation of a third neural network for use in a device according to FIG 2 or 3rd .

1 zeig schematisch ein Verfahren zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems gemäß einer Ausführungsform. 1 show schematically a method for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system according to one embodiment.

Das Verfahren 100 ist in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet.The procedure 100 is in its entirety with the reference number 100 designated.

Das Verfahren 100 kann mit einer Vorrichtung 200 zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems, die im Weiteren unter Bezugnahme auf 2 und 3 näher erläutert wird, ausgeführt werden.The procedure 100 can with a device 200 for processing and evaluating signals of a brain activity of a user of a technical system, which are further discussed with reference to 2 and 3rd will be explained in more detail.

Das Verfahren 100 umfasst die im Folgenden genannten Schritte.The procedure 100 includes the following steps.

In einem Schritt 130 des Verfahrens 100 werden magnetische Signale einer Gehirnaktivität des Nutzers empfangen. Magnetische Signale einer Gehirnaktivität können mit geeigneten Sensoren, insbesondere Magnetoenzephalographie (MEG) - Sensoren, erfasst werden.In one step 130 of the procedure 100 magnetic signals of a brain activity of the user are received. Magnetic signals of brain activity can be recorded with suitable sensors, in particular magnetoencephalography (MEG) sensors.

Neurale Aktivitäten im Zusammenhang mit Emotionen werden in einer tieferen Region des Gehirns, im limbischen System, insbesondere im Thalamus und Amygdala ausgelöst. Das limbische System liegt in etwa in einem Abstand von 6 cm von der Schädeldecke entfernt. Die neuronalen Aktivitäten des limbischen Systems sind daher mit Sensoren zum Erfassen der elektrischen Signale der Gehirnaktivität, insbesondere EEG - Sensoren, gar nicht oder nur schwer erfassbar. Die neuronalen Aktivitäten des limbischen Systems sind jedoch als magnetische Signale, erfassbar.Neural activities related to emotions are triggered in a deeper region of the brain, in the limbic system, particularly in the thalamus and amygdala. The limbic system is approximately 6 cm from the top of the skull. The neural activities of the limbic system can therefore not be detected at all or only with difficulty with sensors for detecting the electrical signals of the brain activity, in particular EEG sensors. However, the neural activities of the limbic system can be recorded as magnetic signals.

In einem Schritt 140 wird wenigstens eine erste Größe, die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, in Abhängigkeit der magnetischen Signale bestimmt. Diese Information kann dann in Ansteuersignale für diverse Anwendungen umgewandelt werden.In one step 140 at least one first variable, which represents an emotion of the user of the technical system, is determined as a function of the magnetic signals. This information can then be converted into control signals for various applications.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform werden in einem Schritt 110 des Verfahrens 100 elektrische Signale einer Gehirnaktivität des Nutzers empfangen. Elektrische Signale einer Gehirnaktivität können mit geeigneten Sensoren, insbesondere Elektroenzephalographie (EEG) - Sensoren, erfasst werden. Anhand von EEG-Sensoren lassen sich insbesondere Signale einer Gehirnaktivität des Cortex, der äußeren Schicht des Großhirns, detektieren. Die neuronalen Aktivitäten des Cortex stehen hauptsächlich im Zusammenhang mit Intentionen.According to the illustrated embodiment, in one step 110 of the procedure 100 receive electrical signals of a brain activity of the user. Electrical signals of brain activity can be recorded with suitable sensors, in particular electroencephalography (EEG) sensors. With the help of EEG sensors, signals of brain activity in the cortex, the outer layer of the cerebrum, can be detected. The neuronal activities of the cortex are mainly related to intentions.

In einem Schritt 120 wird wenigstens eine zweite Größe, die eine Intention des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, in Abhängigkeit der elektrischen Signale bestimmt. Diese Information kann dann in Ansteuersignale für diverse Anwendungen umgewandelt werden.In one step 120 at least one second variable, which represents an intention of the user of the technical system, is determined as a function of the electrical signals. This information can then be converted into control signals for various applications.

Die empfangenen magnetischen Signale von Gehirnaktivitäten des Nutzers umfassen Signale von Gehirnaktivitäten aus verschiedenen Bereichen des Gehirns. Beispielsweise umfassen die empfangenen magnetischen Signale sowohl Signale von Gehirnaktivitäten im limbischen System als auch Signale von Gehirnaktivitäten im Cortex. Um die empfangenen Signale nun differenziert auswerten zu können, wird wie im Folgenden beschrieben, aus den empfangenen Signalen eine erste Teilmenge bestimmt wird, die beispielsweise Gehirnaktivitäten des Cortex zugeordnet ist, und weiter eine zweite Teilmenge bestimmt, die beispielsweise Gehirnaktivitäten des limbischen Systems zugeordnet ist.The received magnetic signals of brain activity of the user include signals of brain activity from different areas of the brain. For example, the received magnetic signals include both signals of brain activity in the limbic system and signals of brain activity in the cortex. In order to be able to evaluate the received signals in a differentiated manner, as described below, a first subset is determined from the received signals, which is assigned to brain activities of the cortex, for example, and a second subset is determined, which is assigned to brain activities of the limbic system, for example.

In einem Schritt 150 des Verfahrens wird eine erste Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität eines ersten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet ist, bestimmt. Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Bereich des Gehirns der Cortex.In one step 150 In the method, a first subset of the magnetic signals that is assigned to a brain activity of a first area of the brain of the user is determined. According to one embodiment, the first area of the brain is the cortex.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt 150 des Bestimmens der ersten Teilmenge der magnetischen Signale das Berechnen 150a der ersten Teilmenge der magnetischen Signale in Abhängigkeit der elektrischen Signale. Unter Ausnutzung der physikalischen Zusammenhänge von elektrischen und magnetischen Felder untereinander sowie mit elektrischen Ladungen und elektrischem Strom unter gegebenen Randbedingungen, können magnetische Signale basierend auf elektrischen Signalen berechnet werden.According to a further preferred embodiment, the step comprises 150 determining the first subset of the magnetic signals, calculating 150a the first subset of the magnetic signals as a function of the electrical signals. Using the physical relationships between electrical and magnetic fields as well as with electrical charges and electrical current under given boundary conditions, magnetic signals can be calculated based on electrical signals.

Diese Zusammenhänge werden durch die Maxwell Gleichungen für Elektromagnetismus beschrieben. Beim Neuroelektromagnetismus liegen die Frequenzen normalerweise unter 100 Hz, und die zeitlichen Ableitungen des elektrischen und magnetischen Felds sind typischerweise viel kleiner als die ohmschen Ströme, so dass die Folgenden beschriebene quasistatische Form der Maxwell-Gleichungen angewendet werden kann.These relationships are explained by the Maxwell equations for electromagnetism described. In neuroelectromagnetism, the frequencies are usually below 100 Hz, and the time derivatives of the electric and magnetic fields are typically much smaller than the ohmic currents, so the quasi-static form of Maxwell's equations described below can be used.

Für die Beziehung zwischen der Divergenz des elektrischen Feldes E

Figure DE102019217447A1_0023
und der Ladungsdichte ρ gilt: E = ρ ε ε 0 .
Figure DE102019217447A1_0024
For the relationship between the divergence of the electric field E.
Figure DE102019217447A1_0023
and the charge density ρ applies: E. = ρ ε ε 0 .
Figure DE102019217447A1_0024

Da in der Elektrostatik für die Rotation des elektrischen Feldes E

Figure DE102019217447A1_0025
× E = 0
Figure DE102019217447A1_0026
gilt, kann das elektrische Feld E
Figure DE102019217447A1_0027
als Gradient des elektrostatischen Potentials beschrieben werden: E = ϕ .
Figure DE102019217447A1_0028
As in electrostatics for the rotation of the electric field E.
Figure DE102019217447A1_0025
× E. = 0
Figure DE102019217447A1_0026
applies, the electric field can E.
Figure DE102019217447A1_0027
can be described as the gradient of the electrostatic potential: E. = ϕ .
Figure DE102019217447A1_0028

Da für die Divergenz des magnetischen Feldes gilt: B = 0,

Figure DE102019217447A1_0029
kann die magnetische Flussdichte beschrieben werden als B = × A ,
Figure DE102019217447A1_0030
mit dem Vektorpotential A, das die Coulomb Eichung A = 0
Figure DE102019217447A1_0031
erfüllt.Since the following applies to the divergence of the magnetic field: B. = 0,
Figure DE102019217447A1_0029
the magnetic flux density can be described as B. = × A. ,
Figure DE102019217447A1_0030
with the vector potential A, which is the Coulomb calibration A. = 0
Figure DE102019217447A1_0031
Fulfills.

Für den Zusammenhang zwischen der Rotation des magnetischen Feldes und der Stromdichte gilt × B = μ 0   J .

Figure DE102019217447A1_0032
The following applies to the relationship between the rotation of the magnetic field and the current density × B. = μ 0 J .
Figure DE102019217447A1_0032

Für die Divergenz der elektrischen Stromdichte gilt: J = 0.

Figure DE102019217447A1_0033
The following applies to the divergence of the electrical current density: J = 0.
Figure DE102019217447A1_0033

Die Stromdichte J

Figure DE102019217447A1_0034
der Gehirnströme setzt sich zusammen aus einem primären Stromfluss J p
Figure DE102019217447A1_0035
und einem sekundären Stromfluss J r
Figure DE102019217447A1_0036
J = J p + J r .
Figure DE102019217447A1_0037
The current density J
Figure DE102019217447A1_0034
the brain waves are composed of a primary current flow J p
Figure DE102019217447A1_0035
and a secondary current flow J r
Figure DE102019217447A1_0036
J = J p + J r .
Figure DE102019217447A1_0037

Der primäre Stromfluss J p

Figure DE102019217447A1_0038
ist der Stromfluss der durch die Gehirnaktivität im Cortex hervorgerufen wird. Der sekundäre Stromfluss J r
Figure DE102019217447A1_0039
ist eine Reaktion auf den primären Stromfluss und kann durch das ohmsche Gesetz J r . = σ E
Figure DE102019217447A1_0040
beschrieben werden.The primary flow of electricity J p
Figure DE102019217447A1_0038
is the flow of electricity caused by brain activity in the cortex. The secondary flow of electricity J r
Figure DE102019217447A1_0039
is a reaction to the primary current flow and can be determined by Ohm's law J r . = σ E.
Figure DE102019217447A1_0040
to be discribed.

Daraus folgend ergeben sich aus den vorstehend genannten quasistatischen Maxwell Gleichungen nun die folgenden Gleichungen, wobei diese anhand der gemessenen elektrischen und/oder magnetischen Signale und bekannter Parameter gelöst werden können: ( σ ϕ ) = J p Δ A = μ 0 J J = J p + σ ϕ B = × A .

Figure DE102019217447A1_0041
As a result, the quasi-static Maxwell equations mentioned above result in the following equations, which can be solved using the measured electrical and / or magnetic signals and known parameters: ( σ ϕ ) = J p Δ A. = - μ 0 J J = J p + σ ϕ B. = × A. .
Figure DE102019217447A1_0041

Aus dem primären Stromfluss J p

Figure DE102019217447A1_0042
und den Parametern ε und σ, ergibt sich dann das elektrostatische Potential Φ durch Lösen der Laplace Gleichung für Φ.From the primary flow of electricity J p
Figure DE102019217447A1_0042
and the parameters ε and σ, the electrostatic potential Φ is obtained by solving the Laplace equation for Φ.

Analog kann auf Basis des primären Stromflusses J p

Figure DE102019217447A1_0043
und den Parametern ε und σ das Vektorpotential A ,
Figure DE102019217447A1_0044
und daraus die magnetische Flussdichte B
Figure DE102019217447A1_0045
berechnet werden.Analog can be based on the primary current flow J p
Figure DE102019217447A1_0043
and the parameters ε and σ the vector potential A. ,
Figure DE102019217447A1_0044
and from this the magnetic flux density B.
Figure DE102019217447A1_0045
be calculated.

Wie im Vorhergehenden gezeigt, korrelieren die magnetische Signale und die elektrischen Signale, beschrieben über die Maxwell Gleichungen für Elektromagnetismus, miteinander, sodass die Kenntnis der elektrischen Signale, die einer Gehirnaktivität des ersten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden, genutzt werden kann, um die erste Teilmenge der magnetischen Signale der Gehirnaktivität für diesen Bereich des Gehirns zu bestimmen. Anhand der gemessenen elektrischen Signale der Gehirnaktivität des Cortex können also die magnetischen Signale der Gehirnaktivität des Cortex berechnet werden.As shown above, the magnetic signals and the electrical signals, described via the Maxwell equations for electromagnetism, correlate with one another, so that knowledge of the electrical signals associated with a brain activity in the first area of the user's brain can be used to determine the First determine subset of the magnetic signals of brain activity for that area of the brain. Based on the measured electrical signals of the brain activity of the cortex, the magnetic signals of the brain activity of the cortex are calculated.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter: Bestimmen 160 einer zweiten Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität eines zweiten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden. Die zweite Teilmenge der magnetischen Signale lässt sich beispielsweise aus der Differenz der gesamten Menge der empfangenen magnetischen Signale abzüglich der ersten Teilmenge, insbesondere der berechneten ersten Teilmenge, der magnetischen Signale bestimmen 160. Die zweite Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität des limbischen Systems des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden, kann also aus der gesamten Menge der magnetischen Signale abzüglich der berechneten ersten Teilmenge, die einer Gehirnaktivität des Cortex zugeordnet werden, bestimmt werden.According to a further preferred embodiment, the method further comprises: determining 160 a second subset of the magnetic signals that are assigned to a brain activity of a second area of the brain of the user. The second subset of the magnetic signals can be determined 160, for example, from the difference between the total amount of received magnetic signals minus the first subset, in particular the calculated first subset, of the magnetic signals Assigned to the brain of the user, can therefore be determined from the total amount of magnetic signals minus the calculated first subset, which are assigned to a brain activity of the cortex.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Bestimmen 140 der ersten Größe in Abhängigkeit der zweiten Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität des zweiten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden. Die erste Größe, die eine Emotion des Nutzers repräsentiert, wird also basierend auf der zweiten Teilmenge der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität des zweiten Bereichs, also des limbischen Systems, des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden, bestimmt.According to a further preferred embodiment, the determination takes place 140 the first variable as a function of the second subset of the magnetic signals that are assigned to a brain activity of the second area of the brain of the user. The first variable, which represents an emotion of the user, is therefore determined based on the second subset of the magnetic signals that are assigned to a brain activity of the second area, that is to say of the limbic system, of the brain of the user.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Bestimmen 120 der zweiten Größe in Abhängigkeit der elektrischen Signale der Gehirnaktivität und in Abhängigkeit der ersten Teilmenge der magnetischen Signale. Die zweite Größe repräsentiert die Intention des Nutzers des technischen Systems. Diese wurde bisher in Abhängigkeit der elektrischen Signale von Gehirnaktivitäten des Cortex berechnet. Basierend auf den elektrischen Signalen, kann wie vorstehend erläutert, die ersten Teilmenge der magnetischen Signale berechnet werden. Vorteilhafterweise wird diese Teilmenge dann auch zusätzlich dazu verwendet, die zweite Größe, die die Intention des Nutzer repräsentiert, zu bestimmen.According to a further preferred embodiment, the determination takes place 120 the second variable as a function of the electrical signals of the brain activity and as a function of the first subset of the magnetic signals. The second variable represents the intention of the user of the technical system. Up to now, this was calculated as a function of the electrical signals of brain activity in the cortex. As explained above, the first subset of the magnetic signals can be calculated based on the electrical signals. This subset is then also advantageously used to determine the second variable, which represents the intention of the user.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen 140 der ersten Größe P1, die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, das Vorhersagen 180 der ersten Größe P1 mittels eines ersten neuronalen Netzes NN1, das im Weiteren unter Bezugnahme auf 4 erläutert wird.According to a further preferred embodiment, the determination comprises 140 the first size P1 that represents an emotion of the user of the technical system, the prediction 180 the first size P1 by means of a first neural network NN1 , which is referred to below with reference to 4th is explained.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen 120 der zweiten Größe P2, die eine Intention des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, das Vorhersagen 170 der zweiten Größe P2 mittels eines zweiten neuronalen Netzes NN2, das im Weiteren und Bezugnahme auf 5 erläutert wird.According to a further preferred embodiment, the determination comprises 120 the second size P2 , which represents an intention of the user of the technical system, the prediction 170 the second size P2 by means of a second neural network NN2 , hereinafter and with reference to 5 is explained.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bestimmen 150 der ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale S1 das Vorhersagen 190 der ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale mittels eines dritten neuronalen Netzes NN3, das im Weiteren unter Bezugnahme auf 6 erläutert wird.According to a further preferred embodiment, the determination comprises 150 the first subset M1 of magnetic signals S1 the prediction 190 the first subset M1 the magnetic signals by means of a third neural network NN3 , which is referred to below with reference to 6th is explained.

2 zeigt die Vorrichtung 200 zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems, wobei die Vorrichtung 200 ausgebildet ist, das Verfahren 100 gemäß den Ausführungsformen auszuführen. 2 shows the device 200 for processing and evaluating signals of brain activity of a user of a technical system, the device 200 is trained, the procedure 100 perform according to the embodiments.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 200 eine Gehirn-Maschinen-Schnittstelle, BMI, engl. Brain-Machine-Interface, mit wenigstens einer Recheneinrichtung 210 und wenigstens einer Speichereinrichtung 220. Die Speichereinrichtung 220 ist zum zumindest zeitweisen Speicherung von wenigstens einem Computerprogramm PRG1 (und/oder von Daten) für die Recheneinrichtung 210 ausgebildet.According to the illustrated embodiment, the device comprises 200 a brain-machine interface, BMI, engl. Brain-machine interface, with at least one computing device 210 and at least one storage device 220 . The storage device 220 is for at least temporary storage of at least one computer program PRG1 (and / or of data) for the computing device 210 educated.

Beispielsweise kann das erste Computerprogramm PRG1 die Ausführung des vorstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Verfahrens 100 durch die Vorrichtung 200 bzw. die Recheneinrichtung 210 steuern.For example, the first computer program PRG1 the implementation of the above by way of example with reference to 1 described procedure 100 through the device 200 or the computing device 210 Taxes.

Weiter umfasst die Vorrichtung einen Eingang 230 zum Empfangen von magnetischen Signale S1 und optional einen Eingang 240 zum Empfangen von elektrischen Signalen S2.The device further comprises an input 230 for receiving magnetic signals S1 and optionally an entrance 240 for receiving electrical signals S2 .

Die Signale S2 und/oder S1 können zumindest zeitweise in der Speichereinrichtung 220 gespeichert werden.The signals S2 and or S1 can at least temporarily in the storage device 220 get saved.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung wenigstens einen Ausgang 250 zum Ausgeben einer Betriebsgröße und/oder zum Ausgeben der ersten und/oder zweiten Größe P1, P2, wobei basierend auf der ersten und/oder zweiten Größe P1, P2 im Weiteren die Betriebsgröße zum Ansteuern eines Aktuators eines technischen Systems (nicht dargestellt), berechnet werden kann.According to the embodiment shown, the device comprises at least one output 250 for outputting an operating variable and / or for outputting the first and / or second variable P1 , P2 , based on the first and / or second size P1 , P2 in addition, the operating variable for controlling an actuator of a technical system (not shown) can be calculated.

3 zeigt die Vorrichtung 200 in einer weiteren schematischen Darstellung. 3rd shows the device 200 in a further schematic representation.

Die Vorrichtung 200 umfasst optional eine EEG-Sensoreinrichtung 260 zum Erfassen der elektrischen Signale S2 der Gehirnaktivität, insbesondere eine Elektroenzephalographie (EEG)-Sensoreinrichtung 260. Die EEG-Sensoreinrichtung 260 umfasst mehrere EEG-Elektroden 270, die das elektrische Potential an einer Schädeloberfläche eines Nutzers des Systems messen. Die EEG-Elektroden 270 sind mit einer EEG-Detektionseinheit 280 verbunden, mittels derer Signale gesammelt, verstärkt, geformt, gefiltert und zwischengespeichert werden können.The device 200 optionally includes an EEG sensor device 260 for acquiring the electrical signals S2 brain activity, especially an electroencephalography (EEG) sensor device 260 . The EEG sensor device 260 includes several EEG electrodes 270 that measure the electrical potential on a skull surface of a user of the system. The EEG electrodes 270 come with an EEG detection unit 280 connected, by means of which signals can be collected, amplified, shaped, filtered and temporarily stored.

Die Vorrichtung 200 umfasst weiter eine MEG-Sensoreinrichtung 290 zum Erfassen der magnetischen Signale S1 der Gehirnaktivität, insbesondere eine Magnetoenzephalographie (MEG)-Sensoreinrichtung 290. Die MEG-Sensoreinrichtung 290 umfasst mehrere MEG-Sensoren/Elektroden 300, die die magnetische Flussdichte messen, die durch die elektrische Aktivität von Neuronen im Gehirn entsteh. Die MEG-Sensoren/Elektroden 300 sind dazu geeignet, magnetische Signale S1 von Gehirnaktivitäten im tiefliegenden limbischen System detektieren zu können. Die MEG-Sensoren/Elektroden 300 sind mit einer MEG-Detektionseinheit 310 verbunden, mittels derer Signale gesammelt, verstärkt, geformt, gefiltert und zwischengespeichert werden können.The device 200 further comprises a MEG sensor device 290 for capturing the magnetic signals S1 brain activity, especially a magnetoencephalography (MEG) sensor device 290 . The MEG sensor device 290 includes multiple MEG sensors / electrodes 300 that measure the magnetic flux density created by the electrical activity of neurons in the brain. The MEG sensors / electrodes 300 are suitable for magnetic signals S1 to be able to detect brain activity in the deep limbic system. The MEG sensors / electrodes 300 are with a MEG detection unit 310 connected, by means of which signals can be collected, amplified, shaped, filtered and temporarily stored.

Weiter ist ein 3 schematisch der Kopf eines Nutzers der Vorrichtung 200 dargestellt, wobei in der Nähe des Schädels der Person, beispielsweise direkt auf dem Kopf oder integriert in einen Helm oder eine ähnliche Struktur, die MEG- und EEG-Elektroden 270, 300 vorgesehen sind.Next is a 3rd schematically the head of a user of the device 200 The MEG and EEG electrodes are shown in the vicinity of the person's skull, for example directly on the head or integrated into a helmet or a similar structure 270 , 300 are provided.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 200 ein erstes neuronales Netz NN1 zum Vorhersagen der ersten Größe P1 und ein zweites neuronales Netz NN2 zum Vorhersagen der zweiten Größe P2 und ein drittes neuronales Netz NN3 zum Vorhersagen der ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale.According to the illustrated embodiment, the device comprises 200 a first neural network NN1 to predict the first size P1 and a second neural network NN2 to predict the second quantity P2 and a third neural network NN3 to predict the first subset M1 of magnetic signals.

Im Allgemeinen besteht ein neuronales Netzwerk NN1, NN2, NN3 aus einer Folge von linearen und nichtlinearen Schichten, wie z.B. Aktivierungsfunktionen, Pooling-Schichten, Normalisierungsschichten. Im Allgemeinen enthält ein neuronales Netzwerk NN1, NN2, NN3 eine Vielzahl von Parametern, beispielsweise Gewichte linearer Schichten, die während eines Trainings des neuromalen Netzes NN1, NN2, NN3 angepasst werden, um einen Vorhersagefehler zu minimieren.In general, there is a neural network NN1 , NN2 , NN3 from a sequence of linear and non-linear layers, such as activation functions, pooling layers, normalization layers. Generally includes a neural network NN1 , NN2 , NN3 a large number of parameters, for example weights of linear layers, which are used during training of the neural network NN1 , NN2 , NN3 adjusted to minimize a prediction error.

Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn es sich bei den neuronalen Netzen NN1, NN2, NN3 um tiefe neuronale Netze handelt, wobei unter einem tiefen neuronalen Netz die Verwendung mehrerer solcher Schichten in einem neuronalen Netz verstanden wird. Tiefe neuronale Netze haben sich unter anderem im Hinblick auf das Minimieren eines Vorhersagefehlers auch für hochgradig nichtlineare Funktionen als leistungsfähig erwiesen.It can prove beneficial when it comes to neural networks NN1 , NN2 , NN3 It is about deep neural networks, whereby a deep neural network is understood to mean the use of several such layers in a neural network. Deep neural networks have proven to be efficient, among other things, with regard to minimizing a prediction error, even for highly non-linear functions.

Die EEG-Detektionseinheit 280 ist mit einer Einrichtung zum Bestimmen 150 einer ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale S1, die einer Gehirnaktivität eines ersten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet sind, verbunden. Bei der Einrichtung handelt es sich gemäß der dargestellten Ausführungsform um das dritte neuronale Netz NN3 zum Vorhersagen der ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale.The EEG detection unit 280 is with a device for determining 150 a first subset M1 of magnetic signals S1 associated with a brain activity of a first area of the brain of the user. According to the embodiment shown, the device is the third neural network NN3 to predict the first subset M1 of magnetic signals.

Das dritte neuronale Netz NN3 erhält als Eingangsdaten die elektrischen Signale S2 aus der EEG-Detektionseinheit 280 zur Vorhersage der ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale.The third neural network NN3 receives the electrical signals as input data S2 from the EEG detection unit 280 to predict the first subset M1 of magnetic signals.

Das dritte neuronale Netz ist trainiert, um aus den elektrischen Signalen S2 magnetische Signale vorherzusagen. Da die empfangenen elektrischen Signale S2 aus dem Cortex stammen, bezieht sich die vorhergesagte erste Teilmenge M1 der magnetischen Signale auf magnetische Signale des Cortex.The third neural network is trained to make use of the electrical signals S2 predict magnetic signals. As the received electrical signals S2 originate from the cortex, the predicted first subset refers M1 the magnetic signals to magnetic signals of the cortex.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen umfassen ein Verfahren zum Trainieren des dritten neuronalen Netzes NN3. Das dritte neuronale Netz NN3 wird beispielsweise mit einem geeigneten Trainingsdatensatz umfassend eine elektrische Signale S2 und eine bekannte, damit korrelierende erste Teilmenge M1 an magnetischen Signalen, trainiert, vgl. 6.Further preferred embodiments include a method for training the third neural network NN3 . The third neural network NN3 for example, with a suitable training data set comprising an electrical signal S2 and a known first subset correlating therewith M1 on magnetic signals, trained, cf. 6th .

Der Ausgang des dritten neuronalen Netzes NN3 und die MEG-Detektionseinheit 310 sind mit einem Funktionsblock 320 zum Bestimmen 160 einer zweiten Teilmenge M2 der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität eines zweiten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden. Die zweite Teilmenge M2 der magnetischen Signale S1 lässt sich beispielsweise aus der Differenz der gesamten Menge der mit der MEG-Detektionseinheit empfangenen magnetischen Signale S1 abzüglich berechneten ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale bestimmen 160. Die zweite Teilmenge M2 der magnetischen Signale, die einer Gehirnaktivität im limbischen System des Gehirns des Nutzers zugeordnet werden, kann also aus der gesamten Menge der magnetischen Signale S1 abzüglich der berechneten ersten Teilmenge M1, die einer Gehirnaktivität des Cortex zugeordnet werden, bestimmt werden. Der Ausgang des Funktionsblocks 320 liefert also die magnetischen Signale, das aus dem tiefer liegenden limbischen System des Gehirns des Nutzers stammen.The output of the third neural network NN3 and the MEG detection unit 310 are with a function block 320 to determine 160 a second subset M2 the magnetic signals that are assigned to brain activity in a second area of the user's brain. The second subset M2 of magnetic signals S1 can be determined, for example, from the difference in the total amount of the magnetic signals received with the MEG detection unit S1 less calculated first partial amount M1 of magnetic signals determine 160. The second subset M2 the magnetic signals, which are assigned to a brain activity in the limbic system of the user's brain, can therefore be derived from the entire set of magnetic signals S1 minus the calculated first partial amount M1 which are assigned to a brain activity of the cortex can be determined. The output of the function block 320 thus provides the magnetic signals that come from the lower limbic system of the user's brain.

Ein Ausgang des Funktionsblocks 320 ist mit einer Einrichtung zum Bestimmen 140 der ersten Größe P1, die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, insbesondere mit einem ersten neuronalen Netz NN1 zum Vorhersagen 180 der ersten Größe P1 verbunden.An output of the function block 320 is with a device for determining 140 the first size P1 that represents an emotion of the user of the technical system, in particular with a first neural network NN1 to predict 180 the first size P1 connected.

Das erste neuronale Netz NN1 erhält als Eingangsdaten die zweite Teilmenge M2 der magnetischen Signale. Es wird also die zweite Teilmenge M2 der magnetischen Signale verwendet, die einer Gehirnaktivität im limbischen System zugeordnet sind, um die erste Größe P1 vorherzusagen, die eine Emotion des Nutzers repräsentieren, die mit neuronalen Aktivitäten im limbischen System zusammenhängt. Basierend auf der ersten Größe P1 kann anschließend eine Betriebsgröße zum Ansteuern eines Aktuators eines technischen Systems bestimmt werden. Der Aktuator ist schematisch durch den Block 330 dargestellt.The first neural network NN1 receives the second subset as input data M2 of magnetic signals. So it becomes the second subset M2 uses the magnetic signals associated with brain activity in the limbic system to determine the first size P1 that represent an emotion of the user that is related to neural activity in the limbic system. Based on the first size P1 an operating variable for controlling an actuator of a technical system can then be determined. The actuator is schematically through the block 330 shown.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen umfassen ein Verfahren zum Trainieren des ersten neuronalen Netzes NN1. Das erste neuronale Netz NN1 wird beispielsweise mit einem geeigneten Trainingsdatensatz umfassend eine zweite Teilmenge M2 von magnetischen Signale und bekannte, damit korrelierende erste Größen P1, die eine Emotion des Nutzers repräsentieren, trainiert, vgl. 4.Further preferred embodiments include a method for training the first neural network NN1 . The first neural network NN1 is, for example, with a suitable training data set comprising a second subset M2 of magnetic signals and known, correlating first quantities P1 , which represent an emotion of the user, trained, cf. 4th .

Weiter umfasst die Vorrichtung 200 eine Einrichtung zum Bestimmen 120 der zweiten Größe P2, die eine Intention des Nutzers des technischen Systems repräsentiert. Die Einrichtung handelt es sich beispielsweise um das zweite neuronale Netz NN2 zum Vorhersagen 170 der zweiten Größe P2. Die Einrichtung erhält als Eingangsdaten sowohl die elektrischen Signale S2 also auch die erste Teilmenge M1 der magnetischen Signale S1 aus der Einrichtung, insbesondere des dritten neuronalen Netzes NN3 zum Vorhersagen der ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale.The device further comprises 200 means for determining 120 the second size P2 that represents an intention of the user of the technical system. The device is, for example, the second neural network NN2 to predict 170 the second size P2 . The device receives both the electrical signals as input data S2 so also the first subset M1 of magnetic signals S1 from the facility, in particular the third neural network NN3 to predict the first subset M1 of magnetic signals.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform wird also eine Kombination aus gemessenen elektrischen Signalen S2 und der berechneten ersten Teilmenge M1 der magnetischen Signale verwendet, um die zweite Größe P2, die eine Intention des Nutzers repräsentiert, vorherzusagen, die mit neuronalen Aktivitäten im Cortex zusammenhängt. Basierend auf der zweiten Größe P2 kann anschließend eine Betriebsgröße zum Ansteuern des Aktuators bestimmt werden.According to the embodiment shown, a combination of measured electrical signals is therefore used S2 and the calculated first subset M1 the magnetic signals used to make the second size P2 that represents an intention of the user to predict, which is related to neural activity in the cortex. Based on the second size P2 an operating variable for controlling the actuator can then be determined.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen umfassen ein Verfahren zum Trainieren des zweiten neuronalen Netzes NN2. Das zweite neuronale Netz NN2 wird beispielsweise mit einem geeigneten Trainingsdatensatz umfassend elektrischen Signale S2 und/oder eine erste Teilmenge M1 von magnetischen Signale und bekannte, damit korrelierende zweite Größen P2, die eine Intention des Nutzers repräsentieren, trainiert, vgl. 5.Further preferred embodiments include a method for training the second neural network NN2 . The second neural network NN2 is, for example, with a suitable training data set comprising electrical signals S2 and / or a first subset M1 of magnetic signals and known, correlated second quantities P2 , which represent an intention of the user, trained, cf. 5 .

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Computerprogramm PRG1, wobei das Computerprogramm computerlesbare Instruktionen umfasst, bei deren Ausführung durch einen Computer ein Verfahren gemäß den Ausführungsformen ausgeführt wird.Further preferred embodiments relate to a computer program PRG1 wherein the computer program comprises computer-readable instructions, when executed by a computer, a method according to the embodiments is carried out.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium umfasst, auf dem das Computerprogramm gemäß den Ausführungsformen gespeichert ist.Further preferred embodiments relate to a computer program product, the computer program product comprising a computer-readable storage medium on which the computer program according to the embodiments is stored.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung eines Verfahrens 100 gemäß den Ausführungsformen und/oder einer Vorrichtung 200 gemäß den Ausführungsformen und/oder eines Computerprogramms PRG1 gemäß den Ausführungsformen und/oder eines Computerprogrammprodukts gemäß den Ausführungsformen zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen S2, S1 einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems zum Bestimmen von Betriebsgrößen zum Ansteuern eines Aktuators eines technischen Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zum zumindest teilweise autonomen Fahren, basierend auf elektrischen und magnetischen Signalen S1, S2 einer Gehirnaktivität eines Nutzers des technischen Systems, oder eines Computers oder eines Smartphones oder eines Roboters, basierend auf elektrischen und/oder magnetischen Signalen S2, S1 einer Gehirnaktivität eines Nutzers des technischen Systems, insbesondere des Kraftfahrzeugs oder des Computers oder des Smartphones oder des Roboters.Further preferred embodiments relate to the use of a method 100 according to the embodiments and / or a device 200 according to the embodiments and / or a computer program PRG1 according to the embodiments and / or a computer program product according to the embodiments for processing and evaluating signals S2 , S1 brain activity of a user of a technical system for determining operating variables for controlling an actuator of a technical system, in particular a motor vehicle, in particular for at least partially autonomous driving, based on electrical and magnetic signals S1 , S2 a brain activity of a user of the technical system, or a computer or a smartphone or a robot, based on electrical and / or magnetic signals S2 , S1 brain activity of a user of the technical system, in particular of the motor vehicle or the computer or the smartphone or the robot.

Claims (18)

Computerimplementiertes Verfahren (100) zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen (S2, S1) einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen (130) von magnetischen Signalen (S1) einer Gehirnaktivität des Nutzers; Bestimmen (140) wenigstens einer Größe (P1), die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, in Abhängigkeit der magnetischen Signalen (S1).Computer-implemented method (100) for processing and evaluating signals (S2, S1) of brain activity of a user of a technical system, the method comprising the following steps: Receiving (130) magnetic signals (S1) of a brain activity of the user; Determining (140) at least one variable (P1) which represents an emotion of the user of the technical system as a function of the magnetic signals (S1). Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter umfasst: Empfangen (110) von elektrischen Signalen (S2) einer Gehirnaktivität des Nutzers.Method (100) according to Claim 1 wherein the method further comprises: receiving (110) electrical signals (S2) of a brain activity of the user. Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei das Verfahren weiter umfasst: Bestimmen (120) wenigstens einer zweiten Größe (P2), die eine Intention des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, in Abhängigkeit der elektrischen Signale (S2).Method (100) according to Claim 2 wherein the method further comprises: determining (120) at least one second variable (P2), which represents an intention of the user of the technical system, as a function of the electrical signals (S2). Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (100) weiter umfasst: Bestimmen (150) einer ersten Teilmenge (M1) der magnetischen Signale (S1), die einer Gehirnaktivität eines ersten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet sind.The method (100) according to at least one of the preceding claims, wherein the method (100) further comprises: determining (150) a first subset (M1) of the magnetic signals (S1) which are assigned to a brain activity of a first area of the brain of the user. Verfahren (100) nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen (150) der ersten Teilmenge (M1) der magnetischen Signale (S1) das Berechnen (150a) der ersten Teilmenge (M1) der magnetischen Signale (S1) in Abhängigkeit der elektrischen Signale (S2) umfasst.Method (100) according to Claim 2 wherein determining (150) the first subset (M1) of the magnetic signals (S1) comprises calculating (150a) the first subset (M1) of the magnetic signals (S1) as a function of the electrical signals (S2). Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (100) weiter umfasst: Bestimmen (160) einer zweiten Teilmenge (M2) der magnetischen Signale (S1), die einer Gehirnaktivität eines zweiten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet sind.The method (100) according to at least one of the preceding claims, wherein the method (100) further comprises: determining (160) a second subset (M2) of the magnetic signals (S1) which are assigned to a brain activity of a second area of the brain of the user. Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen (140) der ersten Größe (P1) in Abhängigkeit der zweiten Teilmenge (M2) der magnetischen Signale (S1), die einer Gehirnaktivität des zweiten Bereichs des Gehirns des Nutzers zugeordnet sind, erfolgt.The method (100) according to at least one of the preceding claims, wherein the determination (140) of the first variable (P1) as a function of the second subset (M2) of the magnetic signals (S1) which are assigned to a brain activity of the second area of the brain of the user , he follows. Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen (120) der zweiten Größe (P2) in Abhängigkeit der elektrischen Signale (S2) der Gehirnaktivität und in Abhängigkeit der ersten Teilmenge (M1) der magnetischen Signale (S1) erfolgt.Method (100) according to at least one of the preceding claims, wherein the determination (120) of the second variable (P2) takes place as a function of the electrical signals (S2) of the brain activity and as a function of the first subset (M1) of the magnetic signals (S1). Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen (140) der Größe (P1), die eine Emotion des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, das Vorhersagen (180) der ersten Größe (P1) mittels eines ersten neuronalen Netzes (NN1) umfasst.The method (100) according to at least one of the preceding claims, wherein the determination (140) of the variable (P1) which represents an emotion of the user of the technical system, the prediction (180) of the first variable (P1) by means of a first neural network ( NN1) includes. Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen (120) der zweiten Größe (P2), die eine Intention des Nutzers des technischen Systems repräsentiert, das Vorhersagen (170) der zweiten Größe (P2) mittels eines zweiten neuronalen Netzes (NN2) umfasst.The method (100) according to at least one of the preceding claims, wherein the determination (120) of the second variable (P2), which represents an intention of the user of the technical system, the prediction (170) of the second variable (P2) by means of a second neural network (NN2) includes. Verfahren (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen (150) der ersten Teilmenge (M1) der magnetischen Signale (S1) das Vorhersagen (190) der ersten Teilmenge (M1) der magnetischen Signale (S1) mittels eines dritten neuronalen Netzes (NN3) umfasst.The method (100) according to at least one of the preceding claims, wherein the determination (150) of the first subset (M1) of the magnetic signals (S1) is the prediction (190) of the first subset (M1) of the magnetic signals (S1) by means of a third neural Network (NN3). Vorrichtung (200) zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen (S2, S1) einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, das Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.Device (200) for processing and evaluating signals (S2, S1) of brain activity of a user of a technical system, the device being designed to carry out the method (100) according to one of the Claims 1 to 11 to execute. Vorrichtung (200) nach Anspruch 10, wobei die Vorrichtung eine Gehirn-Maschinen-Schnittstelle, BMI, engl. Brain-Machine-Interface, mit wenigstens einer Recheneinrichtung (210) und wenigstens einer Speichereinrichtung (220), umfasst.Device (200) according to Claim 10 , the device having a brain-machine interface, BMI, engl. Brain-machine interface, with at least one computing device (210) and at least one memory device (220). Vorrichtung (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Vorrichtung ein erstes neuronales Netz (NN1) zum Vorhersagen der ersten Größe (P1) und/oder ein zweites neuronales Netz (NN2) zum Vorhersagen der zweiten Größe (P2) und/oder ein drittes neuronales Netz (NN3) zum Vorhersagen der ersten Teilmenge (M1) der magnetischen Signale (S1) umfasst.Device (200) according to at least one of the Claims 10 or 11 , wherein the device has a first neural network (NN1) for predicting the first variable (P1) and / or a second neural network (NN2) for predicting the second variable (P2) and / or a third neural network (NN3) for predicting the comprises the first subset (M1) of the magnetic signals (S1). Vorrichtung (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung (260) zum Erfassen der elektrischen Signale (S2) der Gehirnaktivität, insbesondere eine Elektroenzephalographie (EEG)-Sensoreinrichtung (260), und/oder eine Sensoreinrichtung (290) zum Erfassen der magnetischen Signale (S1) der Gehirnaktivität, insbesondere eine Magnetoenzephalographie (MEG)-Sensoreinrichtung (290) umfasst.Device (200) according to at least one of the Claims 12 to 14th , wherein the device comprises a sensor device (260) for detecting the electrical signals (S2) of the brain activity, in particular an electroencephalography (EEG) sensor device (260), and / or a sensor device (290) for detecting the magnetic signals (S1) of the brain activity , in particular a magnetoencephalography (MEG) sensor device (290). Computerprogramm (PRG1), wobei das Computerprogramm computerlesbare Instruktionen umfasst bei deren Ausführung durch einen Computer ein Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt wird.Computer program (PRG1), the computer program comprising computer-readable instructions when they are executed by a computer, a method (200) according to one of the Claims 1 to 11 is performed. Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium umfasst, auf dem das Computerprogramm (PRG1) nach Anspruch 16 gespeichert ist.Computer program product, the computer program product comprising a computer-readable storage medium on which the computer program (PRG1) is based Claim 16 is stored. Verwendung eines Verfahrens (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder einer Vorrichtung (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 15 und/oder eines Computerprogramms (PRG1) nach Anspruch 16 und/oder eines Computerprogrammprodukts nach Anspruch 17 zum Verarbeiten und Auswerten von Signalen einer Gehirnaktivität eines Nutzers eines technischen Systems zum Bestimmen von Betriebsgrößen zum Ansteuern eines Aktuators eines technischen Systems, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zum zumindest teilweise autonomen Fahren, oder eines Computers oder eines Smartphones oder eines Roboters, basierend auf elektrischen und/oder magnetischen Signalen (S2, S1) einer Gehirnaktivität eines Nutzers des technischen Systems, insbesondere des Kraftfahrzeugs oder des Computers oder des Smartphones oder des Roboters.Use of a method (100) according to at least one of Claims 1 to 11 and / or a device (200) according to at least one of Claims 12 to 15th and / or a computer program (PRG1) Claim 16 and / or a computer program product Claim 17 for processing and evaluating signals of brain activity of a user of a technical system for determining operating parameters for controlling an actuator of a technical system, in particular a motor vehicle, in particular for at least partially autonomous driving, or a computer or a smartphone or a robot, based on electrical and / or magnetic signals (S2, S1) of a brain activity of a user of the technical system, in particular the motor vehicle or the computer or the smartphone or the robot.
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