Brein-computerinterface
Brein-computerinterface
Brein-computerinterface
Hierboven: Een vrouw bestuurt een RC-drone met Emotiv Insight.
Definitie van Brain-Computer Interface
Wat betekent BCI? Een BCI (brain-computer interface) is een technologie die signalen verzendt en ontvangt tussen de hersenen en een extern apparaat. Brain-computer interfaces worden ook wel brain-machine interfaces genoemd. BCI's verzamelen en interpreteren hersensignalen en sturen deze door naar een aangesloten machine die commando's uitvoert die gekoppeld zijn aan de ontvangen signalen.
Een vereenvoudigde BCI-definitie zou de technologie kunnen omschrijven als een communicatieverbinding tussen de hersenen en een extern apparaat.
Passieve BCI vs. Actieve BCI
BCI's kunnen passief of actief zijn. Een passieve BCI interpreteert de hersensignalen louter om inzicht te geven in de cognitieve toestand van een persoon. Het kan bijvoorbeeld de emotionele toestand van een gebruiker detecteren tijdens een consumentenonderzoek of trainingsprogramma.
Hierboven: Nathalie Labrégère, geboren met een cerebrale motorische handicap, gebruikt een actieve BCI en een Epoc X-headset om een exoskelet-arm te besturen tijdens de fakkeltocht van de Paralympische Spelen van 2024. Meer informatie
Een actieve BCI vereist dat gebruikers hun hersensignalen actief moduleren om met een extern apparaat te communiceren. Een gebruiker kan zich bijvoorbeeld voorstellen dat hij zijn arm beweegt, waardoor een robotarm een soortgelijke beweging maakt.
Hoe werkt een BCI?
Onze hersenen zitten vol met cellen die neuronen worden genoemd. Telkens wanneer we denken, bewegen, voelen of ons iets herinneren, zijn onze neuronen aan het werk. Biochemische en elektrische signalen voeren dat werk uit. Wetenschappers kunnen die signalen detecteren en interpreteren wat ze betekenen door gebruik te maken van elektro-encefalografie (EEG) technologie. EEG kan signalen uit het menselijk brein lezen en naar versterkers sturen. De versterkte signalen worden vervolgens geïnterpreteerd door een BCI-computerprogramma, dat de signalen gebruikt om een apparaat aan te sturen.
Signaalverwerving
ECoG, LFP, EEG, SU, Anderen
Signaalverwerking
Autoregressief, Fourier-transformatie, Common Spatial Filters, Laplacian-filter, Wavelets, Anderen
Voorbeelden van effector-apparaten
Spellers
Cursors
Rolstoelen
Drones
Speelgoed
Videogames
Internet of Things (IoT)
Robotarmen
Wat is een BCI?
Een BCI kan ook een brain-machine interface, een neural-control interface, een mind-machine interface of een directe neurale interface worden genoemd. Een BCI maakt directe communicatie mogelijk tussen de hersenen en een extern apparaat, vaak om de activiteit ervan te sturen. BCI's lezen signalen uit de hersenen en gebruiken machine learning-algoritmen om de signalen om te zetten in een externe actie.
Medeoprichter en CEO van Emotiv Tan Le legt BCI-oplossingen en -technologie uit in deze TED Talk uit 2010:
BCI en EEG
Op EEG gebaseerde BCI's worden gekenmerkt door het gebruik van niet-invasieve EEG-elektroden om hersenactiviteit te meten en de geregistreerde hersensignalen om te zetten in commando's.
BCI's detecteren veranderingen in de hersenactiviteit die via een EEG worden gemeten. BCI-technologieën sturen deze signalen vervolgens door naar machine learning-algoritmen. De machine learning-algoritmen zijn getraind om EEG-hersenactiviteit op te pikken die geassocieerd is met bepaalde emoties, acties en uitdrukkingen. Wanneer de algoritmen overeenkomstige EEG-hersenactiviteit identificeren, kan de BCI externe commando's verzenden om een apparaat (zoals een computercursor, robotarm of rolstoel) aan te sturen.
De apparaten zijn geprogrammeerd om deze commando's te interpreteren en uit te voeren, of het nu gaat om het besturen van een fysiek object of een digitale interface. Iemand die een EEG-apparaat draagt, kan denken aan "naar links bewegen" waarna de cursor naar links beweegt — dat is een voorbeeld van een externe actie die wordt uitgevoerd op een digitale interface.
Waar wordt een BCI voor gebruikt?
Onderzoek naar Brain-Computer Interfaces
BCI-onderzoek (ook wel brain-machine interface-onderzoek genoemd) is een snelgroeiend vakgebied. Academische onderzoekers hebben bestudeerd of BCI-gebruikers rechtstreeks met computersoftware kunnen communiceren via uitsluitend hersenactiviteit. In één studie werd een BCI-systeem getest op het vermogen om hersenactiviteit te detecteren en te classificeren in combinatie met de bijbehorende mentale acties. De resultaten toonden aan dat het systeem alle mentale acties met succes kon uitvoeren en verbeterde naarmate er meer trainingsgegevens beschikbaar waren.
Vanwege het vermogen om externe apparaten via hersenactiviteit te besturen, is een groot deel van het onderzoek naar brain-computer interfaces gericht op afstandsbediening. BCI-onderzoekers hebben ook humanoïde robots gebruikt die worden bestuurd door BCI-apparaten om een externe omgeving te manipuleren. De BCI stelt de gebruiker in staat om de robot in de externe omgeving gemakkelijk te besturen. De menselijke gebruiker ontvangt feedback van de robot, wat helpt om een gevoel van totale immersie in de externe omgeving te ervaren. Dit kan nuttig zijn in verschillende BCI-toepassingen, waaronder militaire operaties, medische ingrepen, rampenbestrijding of zoek- en reddingsacties.
Onderzoekers gebruiken BCI ook om te begrijpen wat neurale netwerken in real-time doen. De meeste neurale weefselsystemen worden begrepen op het niveau van het individuele neuron of er wordt over gefilosofeerd op cognitief niveau. BCI wordt gebruikt om te bestuderen hoe specifieke weefselsystemen reageren op elektrische stimulatie en wat dat op cognitief niveau zou kunnen betekenen.
***Disclaimer – Producten van Emotiv zijn uitsluitend bestemd voor onderzoeksdoeleinden en persoonlijk gebruik. Onze producten worden niet verkocht als medische hulpmiddelen — zoals gedefinieerd in EU-richtlijn 93/42/EEG. Onze producten zijn niet ontworpen of bedoeld voor gebruik bij de diagnose of behandeling van ziekten.
Brain-Computer Interfaces bij neurologische revalidatie
Brain-computer interfaces kunnen mensen helpen die hun ledematen niet kunnen gebruiken, hulpmiddelen nodig hebben of niet kunnen spreken. Het gebruik van brain-computer interfaces bij neurologische revalidatie (het door een arts ondersteunde proces dat erop gericht is mensen met aandoeningen, letsels of ziekten van het zenuwstelsel te helpen) kan helpen om het vermogen van een persoon om door de dagelijkse ervaringen te navigeren te verbeteren. BCI's worden vaak gebruikt voor revalidatie na een beroerte of letsel. In de toekomst zullen we mogelijk medische BCI-producten zien die worden gebruikt bij operaties of andere medische ingrepen.
BCI stelt personen met een motorische beperking in staat om hun hersenactiviteit te gebruiken om objecten in hun omgeving te besturen en te communiceren. Brain-computer interfaces die gebruikmaken van EEG-signalen kunnen hen helpen een prothese of een computerinterface aan te sturen.
Brain-Computer Interface Gaming
BCI-software kan mentale commando's uit EEG-data "vertalen" naar commando's in een videogame. Bij brain-computer interface gaming dragen spelers een EEG-headset tijdens het spelen van VR-games die zijn ontworpen om virtuele objecten te besturen. Bij BCI-gaming gebruikt de speler, in plaats van een traditionele controller, mentale commando's om op beweging gebaseerde acties in het spel mogelijk te maken — zoals "duwen", "trekken" of "springen". De BCI verwerkt mentale commando's van het EEG en activeert de bijbehorende actie in de VR-game (directe neurale interface virtual reality).
De EMOTIV EPOC debuteerde in 2011 als videogamecontroller. Hoewel destijds zijn tijd ver van tevoren, maken de vooruitgang in EEG-hardware, -software en kunstmatige intelligentie het spelen van videogames met je hersenen makkelijker dan ooit.
TOEN: Handsfree Spirit Mountain spelen met de EPOC+ in 2011. (Bron) Spirit Mountain werd vanaf de grond af opgebouwd voor BCI-gaming. |
 NU: Handsfree Elden Ring spelen met de Epoc X in 2024. (Bron) Elden Ring is ontwikkeld voor pc en consoles. Er werd een aangepaste BCI-controller ontwikkeld met behulp van de Cortex API, waardoor handsfree spelen mogelijk is. |
Download EmotivBCI Software
Ontwikkel BCI Games
Deel je BCI-projecten met ons! Tag #EMOTIV op sociale media of stuur een e-mail naar hello@emotiv.com.
Meer hulp nodig? NEEM CONTACT MET ONS OP
Hoe kunnen brain-computer interfaces ons leven veranderen?
BCI's bieden levensveranderende mogelijkheden voor personen met een motorische beperking, omdat ze hiermee fysieke acties kunnen uitvoeren die ze anders niet zouden kunnen doen. BCI vertaalt hersensignalen in commando's met behulp van kunstmatige intelligentie-algoritmen. Deze commando's kunnen worden gebruikt om rolstoelen, prothesen of andere ondersteunende technologieën aan te sturen.
BCI-technologie heeft het potentieel om alledaagse taken gemakkelijker te maken voor mensen van alle niveaus. BCI's kunnen bijvoorbeeld de noodzaak om te typen of spraakcommando's te geven overbodig maken — gebruikers kunnen navigatie- en invoercommando's aan een computer geven via hersenactiviteit.
Ethische kwesties rondom Brain-Computer Interfaces
Met de levensveranderende mogelijkheden van BCI-technologie komen ook ethische implicaties. Naarmate het onderzoek naar brain-computer interfaces groeit en de technologie in toepassingen voor brain-computer interfaces zich blijft verbeteren, is er een aantal ethische kwesties rondom brain-computer interfaces aan de orde gesteld.
BCI-beveiligingsproblemen
Een BCI is een softwaretoepassing, en net als bij alle software die informatie naar een extern apparaat verzendt, kunnen de verzonden gegevens worden misbruikt voor snode doeleinden. Beveiliging is met name cruciaal bij BCI-technologie omdat BCI signalen rechtstreeks uit het zenuwstelsel van een persoon registreert. Hoewel BCI momenteel de intenties van een gebruiker, diens privégedachten of wat deze leest of bekijkt niet kan ontrafelen, kan het combineren van BCI-gegevens met specifieke stimuli dat op een dag wel mogelijk maken. BCI zou kunnen worden gebruikt om de gezondheidsstatus van een gebruiker of diens bekendheid met bepaalde gebeurtenissen te bepalen, wat een aanzienlijk privacyrisico met zich meebrengt.
BCI-privacyproblemen
Privacy is eveneens een belangrijk punt in de ethiek van BCI, aangezien de geregistreerde neurale signalen kunnen worden gebruikt om toegang te krijgen tot de privégegevens van een gebruiker. Ethici hebben hun bezorgdheid geuit over hoe BCI-gegevens worden opgeslagen en beschermd. Moeten BCI-gegevens bijvoorbeeld worden behandeld als medische gegevens of als commerciële gegevens? Moeten BCI-gegevens geanonimiseerd worden? Hoe weten gebruikers of hun BCI-gegevens voor commerciële doeleinden zijn gebruikt? Hoewel veel discussies over ethische kwesties rondom brain-computer interfaces nog vorm moeten krijgen, blijven privacy- en beveiligingskwesties de belangrijkste aandachtspunten.
Ontdek hoe Emotiv uw hersengegevens veilig houdt.
BCI Toepassingen
Hier zijn enkele van de meest voorkomende voorbeelden van brain-computer interfaces die tegenwoordig worden gebruikt:
Neurowetenschappen
Militair
Geneeskunde
Reddings- en rampenbestrijding
Beveiliging
Onderwijs
Revalidatie
Een korte geschiedenis van BCI
De vroegste geschiedenis van BCI is terug te voeren op de Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger. Berger vond het elektro-encefalogram uit, een apparaat dat EEG-signalen registreert. Hij wordt gecrediteerd voor het registreren van de eerste menselijke EEG-hersengolven in 1924.
Het vroegst gepubliceerde BCI-experiment bestond uit het gebruik van EEG om een cursor op een scherm te bewegen. Dit experiment uit 1977 was het eerste geregistreerde succesvolle gebruik van BCI in een laboratorium.
Een monumentaal experiment uit 1988, uitgevoerd door Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov en Liljana Bozinovska, maakte gebruik van BCI en EEG om een robot te besturen. De persoon stuurde de robot aan om een lijn op de vloer te volgen door hersensignalen van een EEG-machine naar BCI-software te sturen die met de robot was verbonden. Dit experiment was het eerste dat met succes een fysiek object bestuurde met behulp van een EEG-apparaat.
Sindsdien is er een verscheidenheid aan neurotechnologiebedrijven opgericht met als doel BCI-implantaten en draagbare technologie veilig en effectief te maken voor dagelijks gebruik. Emotiv was de eerste die in 2011 een draadloze EEG-headset introduceerde.
Meer recentelijk, in 2017, werd Rodrigo Hübner Mendes, een dwarslaesiepatiënt, de eerste persoon ooit die in een F1-auto reed door uitsluitend gebruik te maken van zijn hersengolven, dankzij BCI-technologieën en een Emotiv EEG-headset.
Neuralink van ondernemer Elon Musk is een onderneming die zich richt op het maken van BCI-apparaten die in de menselijke hersenen kunnen worden geïmplanteerd. In 2024 slaagde een deelnemer genaamd Alex erin om met zijn hersengolven met succes een cursor te besturen en een videogame te spelen.
Facebook kondigde in 2017 eveneens aan dat het aan een BCI werkte. De brain-computer interface van Facebook is erop gericht gebruikers in staat te stellen te typen met uitsluitend hun hersengolven via niet-invasieve brain-computer interfaces.
Wie heeft de Brain-Computer Interfaces uitgevonden?
UCLA-professor Jacques Vidal bedacht de term "BCI" en produceerde de eerste peer-reviewed publicaties over dit onderwerp. Vidal wordt algemeen erkend als de uitvinder van BCI's, zoals blijkt uit peer-reviewed artikelen.
Biedt Emotiv apparaten voor brain-computer interfaces aan?
Ja! Emotiv is een erkend pionier en marktleider op het gebied van BCI voor zakelijke oplossingen, persoonlijk gebruik en draadloze EEG-technologie.
Emotiv biedt brain-computer interface-apparaten aan die gekoppeld kunnen worden met haar brain-computer interface-software genaamd EmotivBCI. EmotivBCI kan rechtstreeks worden gebruikt om een BCI op een computer te implementeren. Het kan ook worden gekoppeld aan het gratis open-source platform NodeRed, dat BCI-outputs koppelt aan vele compatibele externe hardware-apparaten om directe mentale controle over fysieke apparatuur te implementeren. Met EmotivBCI en NodeRed kunnen ontwikkelaars BCI-toepassingen bouwen. De brain-computer interface-apparaten van Emotiv omvatten de Emotiv Insight en de Emotiv Epoc X EEG-headsets.
Bekijk alle Emotiv BCI-producten
Lees verder:
Hierboven: Een vrouw bestuurt een RC-drone met Emotiv Insight.
Definitie van Brain-Computer Interface
Wat betekent BCI? Een BCI (brain-computer interface) is een technologie die signalen verzendt en ontvangt tussen de hersenen en een extern apparaat. Brain-computer interfaces worden ook wel brain-machine interfaces genoemd. BCI's verzamelen en interpreteren hersensignalen en sturen deze door naar een aangesloten machine die commando's uitvoert die gekoppeld zijn aan de ontvangen signalen.
Een vereenvoudigde BCI-definitie zou de technologie kunnen omschrijven als een communicatieverbinding tussen de hersenen en een extern apparaat.
Passieve BCI vs. Actieve BCI
BCI's kunnen passief of actief zijn. Een passieve BCI interpreteert de hersensignalen louter om inzicht te geven in de cognitieve toestand van een persoon. Het kan bijvoorbeeld de emotionele toestand van een gebruiker detecteren tijdens een consumentenonderzoek of trainingsprogramma.
Hierboven: Nathalie Labrégère, geboren met een cerebrale motorische handicap, gebruikt een actieve BCI en een Epoc X-headset om een exoskelet-arm te besturen tijdens de fakkeltocht van de Paralympische Spelen van 2024. Meer informatie
Een actieve BCI vereist dat gebruikers hun hersensignalen actief moduleren om met een extern apparaat te communiceren. Een gebruiker kan zich bijvoorbeeld voorstellen dat hij zijn arm beweegt, waardoor een robotarm een soortgelijke beweging maakt.
Hoe werkt een BCI?
Onze hersenen zitten vol met cellen die neuronen worden genoemd. Telkens wanneer we denken, bewegen, voelen of ons iets herinneren, zijn onze neuronen aan het werk. Biochemische en elektrische signalen voeren dat werk uit. Wetenschappers kunnen die signalen detecteren en interpreteren wat ze betekenen door gebruik te maken van elektro-encefalografie (EEG) technologie. EEG kan signalen uit het menselijk brein lezen en naar versterkers sturen. De versterkte signalen worden vervolgens geïnterpreteerd door een BCI-computerprogramma, dat de signalen gebruikt om een apparaat aan te sturen.
Signaalverwerving
ECoG, LFP, EEG, SU, Anderen
Signaalverwerking
Autoregressief, Fourier-transformatie, Common Spatial Filters, Laplacian-filter, Wavelets, Anderen
Voorbeelden van effector-apparaten
Spellers
Cursors
Rolstoelen
Drones
Speelgoed
Videogames
Internet of Things (IoT)
Robotarmen
Wat is een BCI?
Een BCI kan ook een brain-machine interface, een neural-control interface, een mind-machine interface of een directe neurale interface worden genoemd. Een BCI maakt directe communicatie mogelijk tussen de hersenen en een extern apparaat, vaak om de activiteit ervan te sturen. BCI's lezen signalen uit de hersenen en gebruiken machine learning-algoritmen om de signalen om te zetten in een externe actie.
Medeoprichter en CEO van Emotiv Tan Le legt BCI-oplossingen en -technologie uit in deze TED Talk uit 2010:
BCI en EEG
Op EEG gebaseerde BCI's worden gekenmerkt door het gebruik van niet-invasieve EEG-elektroden om hersenactiviteit te meten en de geregistreerde hersensignalen om te zetten in commando's.
BCI's detecteren veranderingen in de hersenactiviteit die via een EEG worden gemeten. BCI-technologieën sturen deze signalen vervolgens door naar machine learning-algoritmen. De machine learning-algoritmen zijn getraind om EEG-hersenactiviteit op te pikken die geassocieerd is met bepaalde emoties, acties en uitdrukkingen. Wanneer de algoritmen overeenkomstige EEG-hersenactiviteit identificeren, kan de BCI externe commando's verzenden om een apparaat (zoals een computercursor, robotarm of rolstoel) aan te sturen.
De apparaten zijn geprogrammeerd om deze commando's te interpreteren en uit te voeren, of het nu gaat om het besturen van een fysiek object of een digitale interface. Iemand die een EEG-apparaat draagt, kan denken aan "naar links bewegen" waarna de cursor naar links beweegt — dat is een voorbeeld van een externe actie die wordt uitgevoerd op een digitale interface.
Waar wordt een BCI voor gebruikt?
Onderzoek naar Brain-Computer Interfaces
BCI-onderzoek (ook wel brain-machine interface-onderzoek genoemd) is een snelgroeiend vakgebied. Academische onderzoekers hebben bestudeerd of BCI-gebruikers rechtstreeks met computersoftware kunnen communiceren via uitsluitend hersenactiviteit. In één studie werd een BCI-systeem getest op het vermogen om hersenactiviteit te detecteren en te classificeren in combinatie met de bijbehorende mentale acties. De resultaten toonden aan dat het systeem alle mentale acties met succes kon uitvoeren en verbeterde naarmate er meer trainingsgegevens beschikbaar waren.
Vanwege het vermogen om externe apparaten via hersenactiviteit te besturen, is een groot deel van het onderzoek naar brain-computer interfaces gericht op afstandsbediening. BCI-onderzoekers hebben ook humanoïde robots gebruikt die worden bestuurd door BCI-apparaten om een externe omgeving te manipuleren. De BCI stelt de gebruiker in staat om de robot in de externe omgeving gemakkelijk te besturen. De menselijke gebruiker ontvangt feedback van de robot, wat helpt om een gevoel van totale immersie in de externe omgeving te ervaren. Dit kan nuttig zijn in verschillende BCI-toepassingen, waaronder militaire operaties, medische ingrepen, rampenbestrijding of zoek- en reddingsacties.
Onderzoekers gebruiken BCI ook om te begrijpen wat neurale netwerken in real-time doen. De meeste neurale weefselsystemen worden begrepen op het niveau van het individuele neuron of er wordt over gefilosofeerd op cognitief niveau. BCI wordt gebruikt om te bestuderen hoe specifieke weefselsystemen reageren op elektrische stimulatie en wat dat op cognitief niveau zou kunnen betekenen.
***Disclaimer – Producten van Emotiv zijn uitsluitend bestemd voor onderzoeksdoeleinden en persoonlijk gebruik. Onze producten worden niet verkocht als medische hulpmiddelen — zoals gedefinieerd in EU-richtlijn 93/42/EEG. Onze producten zijn niet ontworpen of bedoeld voor gebruik bij de diagnose of behandeling van ziekten.
Brain-Computer Interfaces bij neurologische revalidatie
Brain-computer interfaces kunnen mensen helpen die hun ledematen niet kunnen gebruiken, hulpmiddelen nodig hebben of niet kunnen spreken. Het gebruik van brain-computer interfaces bij neurologische revalidatie (het door een arts ondersteunde proces dat erop gericht is mensen met aandoeningen, letsels of ziekten van het zenuwstelsel te helpen) kan helpen om het vermogen van een persoon om door de dagelijkse ervaringen te navigeren te verbeteren. BCI's worden vaak gebruikt voor revalidatie na een beroerte of letsel. In de toekomst zullen we mogelijk medische BCI-producten zien die worden gebruikt bij operaties of andere medische ingrepen.
BCI stelt personen met een motorische beperking in staat om hun hersenactiviteit te gebruiken om objecten in hun omgeving te besturen en te communiceren. Brain-computer interfaces die gebruikmaken van EEG-signalen kunnen hen helpen een prothese of een computerinterface aan te sturen.
Brain-Computer Interface Gaming
BCI-software kan mentale commando's uit EEG-data "vertalen" naar commando's in een videogame. Bij brain-computer interface gaming dragen spelers een EEG-headset tijdens het spelen van VR-games die zijn ontworpen om virtuele objecten te besturen. Bij BCI-gaming gebruikt de speler, in plaats van een traditionele controller, mentale commando's om op beweging gebaseerde acties in het spel mogelijk te maken — zoals "duwen", "trekken" of "springen". De BCI verwerkt mentale commando's van het EEG en activeert de bijbehorende actie in de VR-game (directe neurale interface virtual reality).
De EMOTIV EPOC debuteerde in 2011 als videogamecontroller. Hoewel destijds zijn tijd ver van tevoren, maken de vooruitgang in EEG-hardware, -software en kunstmatige intelligentie het spelen van videogames met je hersenen makkelijker dan ooit.
TOEN: Handsfree Spirit Mountain spelen met de EPOC+ in 2011. (Bron) Spirit Mountain werd vanaf de grond af opgebouwd voor BCI-gaming. |
NU: Handsfree Elden Ring spelen met de Epoc X in 2024. (Bron) Elden Ring is ontwikkeld voor pc en consoles. Er werd een aangepaste BCI-controller ontwikkeld met behulp van de Cortex API, waardoor handsfree spelen mogelijk is. |
Download EmotivBCI Software
Ontwikkel BCI Games
Deel je BCI-projecten met ons! Tag #EMOTIV op sociale media of stuur een e-mail naar hello@emotiv.com.
Meer hulp nodig? NEEM CONTACT MET ONS OP
Hoe kunnen brain-computer interfaces ons leven veranderen?
BCI's bieden levensveranderende mogelijkheden voor personen met een motorische beperking, omdat ze hiermee fysieke acties kunnen uitvoeren die ze anders niet zouden kunnen doen. BCI vertaalt hersensignalen in commando's met behulp van kunstmatige intelligentie-algoritmen. Deze commando's kunnen worden gebruikt om rolstoelen, prothesen of andere ondersteunende technologieën aan te sturen.
BCI-technologie heeft het potentieel om alledaagse taken gemakkelijker te maken voor mensen van alle niveaus. BCI's kunnen bijvoorbeeld de noodzaak om te typen of spraakcommando's te geven overbodig maken — gebruikers kunnen navigatie- en invoercommando's aan een computer geven via hersenactiviteit.
Ethische kwesties rondom Brain-Computer Interfaces
Met de levensveranderende mogelijkheden van BCI-technologie komen ook ethische implicaties. Naarmate het onderzoek naar brain-computer interfaces groeit en de technologie in toepassingen voor brain-computer interfaces zich blijft verbeteren, is er een aantal ethische kwesties rondom brain-computer interfaces aan de orde gesteld.
BCI-beveiligingsproblemen
Een BCI is een softwaretoepassing, en net als bij alle software die informatie naar een extern apparaat verzendt, kunnen de verzonden gegevens worden misbruikt voor snode doeleinden. Beveiliging is met name cruciaal bij BCI-technologie omdat BCI signalen rechtstreeks uit het zenuwstelsel van een persoon registreert. Hoewel BCI momenteel de intenties van een gebruiker, diens privégedachten of wat deze leest of bekijkt niet kan ontrafelen, kan het combineren van BCI-gegevens met specifieke stimuli dat op een dag wel mogelijk maken. BCI zou kunnen worden gebruikt om de gezondheidsstatus van een gebruiker of diens bekendheid met bepaalde gebeurtenissen te bepalen, wat een aanzienlijk privacyrisico met zich meebrengt.
BCI-privacyproblemen
Privacy is eveneens een belangrijk punt in de ethiek van BCI, aangezien de geregistreerde neurale signalen kunnen worden gebruikt om toegang te krijgen tot de privégegevens van een gebruiker. Ethici hebben hun bezorgdheid geuit over hoe BCI-gegevens worden opgeslagen en beschermd. Moeten BCI-gegevens bijvoorbeeld worden behandeld als medische gegevens of als commerciële gegevens? Moeten BCI-gegevens geanonimiseerd worden? Hoe weten gebruikers of hun BCI-gegevens voor commerciële doeleinden zijn gebruikt? Hoewel veel discussies over ethische kwesties rondom brain-computer interfaces nog vorm moeten krijgen, blijven privacy- en beveiligingskwesties de belangrijkste aandachtspunten.
Ontdek hoe Emotiv uw hersengegevens veilig houdt.
BCI Toepassingen
Hier zijn enkele van de meest voorkomende voorbeelden van brain-computer interfaces die tegenwoordig worden gebruikt:
Neurowetenschappen
Militair
Geneeskunde
Reddings- en rampenbestrijding
Beveiliging
Onderwijs
Revalidatie
Een korte geschiedenis van BCI
De vroegste geschiedenis van BCI is terug te voeren op de Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger. Berger vond het elektro-encefalogram uit, een apparaat dat EEG-signalen registreert. Hij wordt gecrediteerd voor het registreren van de eerste menselijke EEG-hersengolven in 1924.
Het vroegst gepubliceerde BCI-experiment bestond uit het gebruik van EEG om een cursor op een scherm te bewegen. Dit experiment uit 1977 was het eerste geregistreerde succesvolle gebruik van BCI in een laboratorium.
Een monumentaal experiment uit 1988, uitgevoerd door Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov en Liljana Bozinovska, maakte gebruik van BCI en EEG om een robot te besturen. De persoon stuurde de robot aan om een lijn op de vloer te volgen door hersensignalen van een EEG-machine naar BCI-software te sturen die met de robot was verbonden. Dit experiment was het eerste dat met succes een fysiek object bestuurde met behulp van een EEG-apparaat.
Sindsdien is er een verscheidenheid aan neurotechnologiebedrijven opgericht met als doel BCI-implantaten en draagbare technologie veilig en effectief te maken voor dagelijks gebruik. Emotiv was de eerste die in 2011 een draadloze EEG-headset introduceerde.
Meer recentelijk, in 2017, werd Rodrigo Hübner Mendes, een dwarslaesiepatiënt, de eerste persoon ooit die in een F1-auto reed door uitsluitend gebruik te maken van zijn hersengolven, dankzij BCI-technologieën en een Emotiv EEG-headset.
Neuralink van ondernemer Elon Musk is een onderneming die zich richt op het maken van BCI-apparaten die in de menselijke hersenen kunnen worden geïmplanteerd. In 2024 slaagde een deelnemer genaamd Alex erin om met zijn hersengolven met succes een cursor te besturen en een videogame te spelen.
Facebook kondigde in 2017 eveneens aan dat het aan een BCI werkte. De brain-computer interface van Facebook is erop gericht gebruikers in staat te stellen te typen met uitsluitend hun hersengolven via niet-invasieve brain-computer interfaces.
Wie heeft de Brain-Computer Interfaces uitgevonden?
UCLA-professor Jacques Vidal bedacht de term "BCI" en produceerde de eerste peer-reviewed publicaties over dit onderwerp. Vidal wordt algemeen erkend als de uitvinder van BCI's, zoals blijkt uit peer-reviewed artikelen.
Biedt Emotiv apparaten voor brain-computer interfaces aan?
Ja! Emotiv is een erkend pionier en marktleider op het gebied van BCI voor zakelijke oplossingen, persoonlijk gebruik en draadloze EEG-technologie.
Emotiv biedt brain-computer interface-apparaten aan die gekoppeld kunnen worden met haar brain-computer interface-software genaamd EmotivBCI. EmotivBCI kan rechtstreeks worden gebruikt om een BCI op een computer te implementeren. Het kan ook worden gekoppeld aan het gratis open-source platform NodeRed, dat BCI-outputs koppelt aan vele compatibele externe hardware-apparaten om directe mentale controle over fysieke apparatuur te implementeren. Met EmotivBCI en NodeRed kunnen ontwikkelaars BCI-toepassingen bouwen. De brain-computer interface-apparaten van Emotiv omvatten de Emotiv Insight en de Emotiv Epoc X EEG-headsets.
Bekijk alle Emotiv BCI-producten
Lees verder:
Hierboven: Een vrouw bestuurt een RC-drone met Emotiv Insight.
Definitie van Brain-Computer Interface
Wat betekent BCI? Een BCI (brain-computer interface) is een technologie die signalen verzendt en ontvangt tussen de hersenen en een extern apparaat. Brain-computer interfaces worden ook wel brain-machine interfaces genoemd. BCI's verzamelen en interpreteren hersensignalen en sturen deze door naar een aangesloten machine die commando's uitvoert die gekoppeld zijn aan de ontvangen signalen.
Een vereenvoudigde BCI-definitie zou de technologie kunnen omschrijven als een communicatieverbinding tussen de hersenen en een extern apparaat.
Passieve BCI vs. Actieve BCI
BCI's kunnen passief of actief zijn. Een passieve BCI interpreteert de hersensignalen louter om inzicht te geven in de cognitieve toestand van een persoon. Het kan bijvoorbeeld de emotionele toestand van een gebruiker detecteren tijdens een consumentenonderzoek of trainingsprogramma.
Hierboven: Nathalie Labrégère, geboren met een cerebrale motorische handicap, gebruikt een actieve BCI en een Epoc X-headset om een exoskelet-arm te besturen tijdens de fakkeltocht van de Paralympische Spelen van 2024. Meer informatie
Een actieve BCI vereist dat gebruikers hun hersensignalen actief moduleren om met een extern apparaat te communiceren. Een gebruiker kan zich bijvoorbeeld voorstellen dat hij zijn arm beweegt, waardoor een robotarm een soortgelijke beweging maakt.
Hoe werkt een BCI?
Onze hersenen zitten vol met cellen die neuronen worden genoemd. Telkens wanneer we denken, bewegen, voelen of ons iets herinneren, zijn onze neuronen aan het werk. Biochemische en elektrische signalen voeren dat werk uit. Wetenschappers kunnen die signalen detecteren en interpreteren wat ze betekenen door gebruik te maken van elektro-encefalografie (EEG) technologie. EEG kan signalen uit het menselijk brein lezen en naar versterkers sturen. De versterkte signalen worden vervolgens geïnterpreteerd door een BCI-computerprogramma, dat de signalen gebruikt om een apparaat aan te sturen.
Signaalverwerving
ECoG, LFP, EEG, SU, Anderen
Signaalverwerking
Autoregressief, Fourier-transformatie, Common Spatial Filters, Laplacian-filter, Wavelets, Anderen
Voorbeelden van effector-apparaten
Spellers
Cursors
Rolstoelen
Drones
Speelgoed
Videogames
Internet of Things (IoT)
Robotarmen
Wat is een BCI?
Een BCI kan ook een brain-machine interface, een neural-control interface, een mind-machine interface of een directe neurale interface worden genoemd. Een BCI maakt directe communicatie mogelijk tussen de hersenen en een extern apparaat, vaak om de activiteit ervan te sturen. BCI's lezen signalen uit de hersenen en gebruiken machine learning-algoritmen om de signalen om te zetten in een externe actie.
Medeoprichter en CEO van Emotiv Tan Le legt BCI-oplossingen en -technologie uit in deze TED Talk uit 2010:
BCI en EEG
Op EEG gebaseerde BCI's worden gekenmerkt door het gebruik van niet-invasieve EEG-elektroden om hersenactiviteit te meten en de geregistreerde hersensignalen om te zetten in commando's.
BCI's detecteren veranderingen in de hersenactiviteit die via een EEG worden gemeten. BCI-technologieën sturen deze signalen vervolgens door naar machine learning-algoritmen. De machine learning-algoritmen zijn getraind om EEG-hersenactiviteit op te pikken die geassocieerd is met bepaalde emoties, acties en uitdrukkingen. Wanneer de algoritmen overeenkomstige EEG-hersenactiviteit identificeren, kan de BCI externe commando's verzenden om een apparaat (zoals een computercursor, robotarm of rolstoel) aan te sturen.
De apparaten zijn geprogrammeerd om deze commando's te interpreteren en uit te voeren, of het nu gaat om het besturen van een fysiek object of een digitale interface. Iemand die een EEG-apparaat draagt, kan denken aan "naar links bewegen" waarna de cursor naar links beweegt — dat is een voorbeeld van een externe actie die wordt uitgevoerd op een digitale interface.
Waar wordt een BCI voor gebruikt?
Onderzoek naar Brain-Computer Interfaces
BCI-onderzoek (ook wel brain-machine interface-onderzoek genoemd) is een snelgroeiend vakgebied. Academische onderzoekers hebben bestudeerd of BCI-gebruikers rechtstreeks met computersoftware kunnen communiceren via uitsluitend hersenactiviteit. In één studie werd een BCI-systeem getest op het vermogen om hersenactiviteit te detecteren en te classificeren in combinatie met de bijbehorende mentale acties. De resultaten toonden aan dat het systeem alle mentale acties met succes kon uitvoeren en verbeterde naarmate er meer trainingsgegevens beschikbaar waren.
Vanwege het vermogen om externe apparaten via hersenactiviteit te besturen, is een groot deel van het onderzoek naar brain-computer interfaces gericht op afstandsbediening. BCI-onderzoekers hebben ook humanoïde robots gebruikt die worden bestuurd door BCI-apparaten om een externe omgeving te manipuleren. De BCI stelt de gebruiker in staat om de robot in de externe omgeving gemakkelijk te besturen. De menselijke gebruiker ontvangt feedback van de robot, wat helpt om een gevoel van totale immersie in de externe omgeving te ervaren. Dit kan nuttig zijn in verschillende BCI-toepassingen, waaronder militaire operaties, medische ingrepen, rampenbestrijding of zoek- en reddingsacties.
Onderzoekers gebruiken BCI ook om te begrijpen wat neurale netwerken in real-time doen. De meeste neurale weefselsystemen worden begrepen op het niveau van het individuele neuron of er wordt over gefilosofeerd op cognitief niveau. BCI wordt gebruikt om te bestuderen hoe specifieke weefselsystemen reageren op elektrische stimulatie en wat dat op cognitief niveau zou kunnen betekenen.
***Disclaimer – Producten van Emotiv zijn uitsluitend bestemd voor onderzoeksdoeleinden en persoonlijk gebruik. Onze producten worden niet verkocht als medische hulpmiddelen — zoals gedefinieerd in EU-richtlijn 93/42/EEG. Onze producten zijn niet ontworpen of bedoeld voor gebruik bij de diagnose of behandeling van ziekten.
Brain-Computer Interfaces bij neurologische revalidatie
Brain-computer interfaces kunnen mensen helpen die hun ledematen niet kunnen gebruiken, hulpmiddelen nodig hebben of niet kunnen spreken. Het gebruik van brain-computer interfaces bij neurologische revalidatie (het door een arts ondersteunde proces dat erop gericht is mensen met aandoeningen, letsels of ziekten van het zenuwstelsel te helpen) kan helpen om het vermogen van een persoon om door de dagelijkse ervaringen te navigeren te verbeteren. BCI's worden vaak gebruikt voor revalidatie na een beroerte of letsel. In de toekomst zullen we mogelijk medische BCI-producten zien die worden gebruikt bij operaties of andere medische ingrepen.
BCI stelt personen met een motorische beperking in staat om hun hersenactiviteit te gebruiken om objecten in hun omgeving te besturen en te communiceren. Brain-computer interfaces die gebruikmaken van EEG-signalen kunnen hen helpen een prothese of een computerinterface aan te sturen.
Brain-Computer Interface Gaming
BCI-software kan mentale commando's uit EEG-data "vertalen" naar commando's in een videogame. Bij brain-computer interface gaming dragen spelers een EEG-headset tijdens het spelen van VR-games die zijn ontworpen om virtuele objecten te besturen. Bij BCI-gaming gebruikt de speler, in plaats van een traditionele controller, mentale commando's om op beweging gebaseerde acties in het spel mogelijk te maken — zoals "duwen", "trekken" of "springen". De BCI verwerkt mentale commando's van het EEG en activeert de bijbehorende actie in de VR-game (directe neurale interface virtual reality).
De EMOTIV EPOC debuteerde in 2011 als videogamecontroller. Hoewel destijds zijn tijd ver van tevoren, maken de vooruitgang in EEG-hardware, -software en kunstmatige intelligentie het spelen van videogames met je hersenen makkelijker dan ooit.
TOEN: Handsfree Spirit Mountain spelen met de EPOC+ in 2011. (Bron) Spirit Mountain werd vanaf de grond af opgebouwd voor BCI-gaming. |
NU: Handsfree Elden Ring spelen met de Epoc X in 2024. (Bron) Elden Ring is ontwikkeld voor pc en consoles. Er werd een aangepaste BCI-controller ontwikkeld met behulp van de Cortex API, waardoor handsfree spelen mogelijk is. |
Download EmotivBCI Software
Ontwikkel BCI Games
Deel je BCI-projecten met ons! Tag #EMOTIV op sociale media of stuur een e-mail naar hello@emotiv.com.
Meer hulp nodig? NEEM CONTACT MET ONS OP
Hoe kunnen brain-computer interfaces ons leven veranderen?
BCI's bieden levensveranderende mogelijkheden voor personen met een motorische beperking, omdat ze hiermee fysieke acties kunnen uitvoeren die ze anders niet zouden kunnen doen. BCI vertaalt hersensignalen in commando's met behulp van kunstmatige intelligentie-algoritmen. Deze commando's kunnen worden gebruikt om rolstoelen, prothesen of andere ondersteunende technologieën aan te sturen.
BCI-technologie heeft het potentieel om alledaagse taken gemakkelijker te maken voor mensen van alle niveaus. BCI's kunnen bijvoorbeeld de noodzaak om te typen of spraakcommando's te geven overbodig maken — gebruikers kunnen navigatie- en invoercommando's aan een computer geven via hersenactiviteit.
Ethische kwesties rondom Brain-Computer Interfaces
Met de levensveranderende mogelijkheden van BCI-technologie komen ook ethische implicaties. Naarmate het onderzoek naar brain-computer interfaces groeit en de technologie in toepassingen voor brain-computer interfaces zich blijft verbeteren, is er een aantal ethische kwesties rondom brain-computer interfaces aan de orde gesteld.
BCI-beveiligingsproblemen
Een BCI is een softwaretoepassing, en net als bij alle software die informatie naar een extern apparaat verzendt, kunnen de verzonden gegevens worden misbruikt voor snode doeleinden. Beveiliging is met name cruciaal bij BCI-technologie omdat BCI signalen rechtstreeks uit het zenuwstelsel van een persoon registreert. Hoewel BCI momenteel de intenties van een gebruiker, diens privégedachten of wat deze leest of bekijkt niet kan ontrafelen, kan het combineren van BCI-gegevens met specifieke stimuli dat op een dag wel mogelijk maken. BCI zou kunnen worden gebruikt om de gezondheidsstatus van een gebruiker of diens bekendheid met bepaalde gebeurtenissen te bepalen, wat een aanzienlijk privacyrisico met zich meebrengt.
BCI-privacyproblemen
Privacy is eveneens een belangrijk punt in de ethiek van BCI, aangezien de geregistreerde neurale signalen kunnen worden gebruikt om toegang te krijgen tot de privégegevens van een gebruiker. Ethici hebben hun bezorgdheid geuit over hoe BCI-gegevens worden opgeslagen en beschermd. Moeten BCI-gegevens bijvoorbeeld worden behandeld als medische gegevens of als commerciële gegevens? Moeten BCI-gegevens geanonimiseerd worden? Hoe weten gebruikers of hun BCI-gegevens voor commerciële doeleinden zijn gebruikt? Hoewel veel discussies over ethische kwesties rondom brain-computer interfaces nog vorm moeten krijgen, blijven privacy- en beveiligingskwesties de belangrijkste aandachtspunten.
Ontdek hoe Emotiv uw hersengegevens veilig houdt.
BCI Toepassingen
Hier zijn enkele van de meest voorkomende voorbeelden van brain-computer interfaces die tegenwoordig worden gebruikt:
Neurowetenschappen
Militair
Geneeskunde
Reddings- en rampenbestrijding
Beveiliging
Onderwijs
Revalidatie
Een korte geschiedenis van BCI
De vroegste geschiedenis van BCI is terug te voeren op de Duitse fysioloog en psychiater Hans Berger. Berger vond het elektro-encefalogram uit, een apparaat dat EEG-signalen registreert. Hij wordt gecrediteerd voor het registreren van de eerste menselijke EEG-hersengolven in 1924.
Het vroegst gepubliceerde BCI-experiment bestond uit het gebruik van EEG om een cursor op een scherm te bewegen. Dit experiment uit 1977 was het eerste geregistreerde succesvolle gebruik van BCI in een laboratorium.
Een monumentaal experiment uit 1988, uitgevoerd door Stevo Bozinovski, Mihail Sestakov en Liljana Bozinovska, maakte gebruik van BCI en EEG om een robot te besturen. De persoon stuurde de robot aan om een lijn op de vloer te volgen door hersensignalen van een EEG-machine naar BCI-software te sturen die met de robot was verbonden. Dit experiment was het eerste dat met succes een fysiek object bestuurde met behulp van een EEG-apparaat.
Sindsdien is er een verscheidenheid aan neurotechnologiebedrijven opgericht met als doel BCI-implantaten en draagbare technologie veilig en effectief te maken voor dagelijks gebruik. Emotiv was de eerste die in 2011 een draadloze EEG-headset introduceerde.
Meer recentelijk, in 2017, werd Rodrigo Hübner Mendes, een dwarslaesiepatiënt, de eerste persoon ooit die in een F1-auto reed door uitsluitend gebruik te maken van zijn hersengolven, dankzij BCI-technologieën en een Emotiv EEG-headset.
Neuralink van ondernemer Elon Musk is een onderneming die zich richt op het maken van BCI-apparaten die in de menselijke hersenen kunnen worden geïmplanteerd. In 2024 slaagde een deelnemer genaamd Alex erin om met zijn hersengolven met succes een cursor te besturen en een videogame te spelen.
Facebook kondigde in 2017 eveneens aan dat het aan een BCI werkte. De brain-computer interface van Facebook is erop gericht gebruikers in staat te stellen te typen met uitsluitend hun hersengolven via niet-invasieve brain-computer interfaces.
Wie heeft de Brain-Computer Interfaces uitgevonden?
UCLA-professor Jacques Vidal bedacht de term "BCI" en produceerde de eerste peer-reviewed publicaties over dit onderwerp. Vidal wordt algemeen erkend als de uitvinder van BCI's, zoals blijkt uit peer-reviewed artikelen.
Biedt Emotiv apparaten voor brain-computer interfaces aan?
Ja! Emotiv is een erkend pionier en marktleider op het gebied van BCI voor zakelijke oplossingen, persoonlijk gebruik en draadloze EEG-technologie.
Emotiv biedt brain-computer interface-apparaten aan die gekoppeld kunnen worden met haar brain-computer interface-software genaamd EmotivBCI. EmotivBCI kan rechtstreeks worden gebruikt om een BCI op een computer te implementeren. Het kan ook worden gekoppeld aan het gratis open-source platform NodeRed, dat BCI-outputs koppelt aan vele compatibele externe hardware-apparaten om directe mentale controle over fysieke apparatuur te implementeren. Met EmotivBCI en NodeRed kunnen ontwikkelaars BCI-toepassingen bouwen. De brain-computer interface-apparaten van Emotiv omvatten de Emotiv Insight en de Emotiv Epoc X EEG-headsets.
Bekijk alle Emotiv BCI-producten
Lees verder:
