Japanse hersenonderzoekers leren van robots



Vergelijkbare documenten
Robots, voor elk wat wils

Scene Statistics: Neural Representation of Real-world Structure in Rapid Visual Perception I.I.A. Groen

Het (on)meetbare brein

Een speelvriendje op batterijen: hoe gaan kinderen om met robots?

Brain-Computer Interfaces. ir. Pieter-Jan Kindermans, Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen, Universiteit Gent

Digital human measurement technology

Neurale synchronisatie binnen en tussen gebieden van het motorische systeem

NEDERLANDSE SAMENVATTING

Japan zet collectief in op ipsstamcelonderzoek

Smart Vision! Van Neuroscience naar Deep Learning (en terug) Sander Bohté CWI Life Sciences VIA AwesomeIT, April 10th 2015

How to get customer insight inside?

Nieuwe Instrumenten voor de Gezondheidszorg in Japan

Innovatief project. Noosphere Education new innovative education Holographic Interface of the Brain

Gezonde hersenen nodig in strijd tegen dementie

Japans-Nederlandse wetenschappelijke publicaties. Paul op den Brouw, 3 juli 2014, meer informatie:

PSYCHOLOGIE: BREIN EN COGNITIE

Integratie van functionele en moleculaire beeldvorming bij de ziekte van Alzheimer

Magazine van het ICT-onderzoek Platform Nederland (IPN) Jaargang 13 / nummer i / april ICT-onderzoek. Wetenschap in de Kamer

14 radboud magazine 56

Duurzame energie in Japan

Functionele MRI van tinnitus

Hersenonderzoek en intelligentie

Waterhoofd. 1 of 6 1/22/13 3:27 PM. artikel door Johannes Fahrenfort

Brain Oscillations and Synchrony in Neurocognitive Systems J. van Driel

Informatiebrochure. Zijn er gezondheidsrisico s verbonden aan het repetitief koppen van de bal?

Chris Visscher Hoogleraar jeugdsport, met specifieke accenten op talentontwikkeling en op sport en school Rijksuniversiteit Groningen

Het begrijpen van heterogeniteit binnen de ziekte van Alzheimer: een neurofysiologisch

Eindexamen vwo filosofie 2013-I

Een EEG-onderzoek naar de verwerking van gesproken taal bij volwassenen met ASS

GELOOF&WETENSCHAP DE ILLUSIES VAN HET HERSENONDERZOEK. André Aleman

Test je kennis van het brein!

NetwerkeNde breinen. Prof. dr. richard J.a. van Wezel. oratie 1 OktOBer Rede uitgesproken bij het aanvaarden van het AMBt van hoogleraar

Ritme Revant Reigerbos

COMPLEXITEIT EN PLASTICITEIT VAN DE HERSENEN

Beleef het! RobotXperience, brengt innovatie tot leven

De robot betreedt onze samenleving

Wetenschap 2.0. Social media als tools voor wetenschapscommunicatie en burgerparticipatie

Taal in het Kleuterbrein EEG in de praktijk

NIEUWSBRIEF Brain & Development Lab. Hallo allemaal!

1 van 5 14/03/2018 3:18

Samenvatting van de presentatie BYOD en draadloze ICT in het bèta-onderwijs

Wapen je tegen neuro- mythen in het onderwijs

Methoden hersenonderzoek

NEDERLANDSE SAMENVATTING

Het aflezen van de stemvoorkeur van

De ziekte van Parkinson is een neurologische ziekte waarbij zenuwcellen in een specifiek deel van de

Verslag van uitgeoefende activiteiten in Stichting Vrienden van het Hubrecht Instituut

Center for Medical Imaging North-East Netherlands

Oude hersenen en een verliefd brein

Summary in Dutch / Nederlandse Samenvatting. Chapter 7

Snelle vergrijzing in Japan vraagt om actie

Het realiseren van een rechtstreekse verbinding tussen hersenen en computer.

Huygens Institute - Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (KNAW)

Samenvatting. Samenvatting 135

Nederlandse samenvatting proefschrift Renée Walhout. Veranderingen in de hersenen bij Amyotrofische Laterale Sclerose

Neuronavigatie. Wat is neuronavigatie? Ontwikkeling van de neuronavigatie. Hoe werkt neuronavigatie?

de verzwakkingscorrectie uit te voeren op basis van de berekende verzwakkingscorrectie.

Een betere kijk op het levende brein

6 Justitiële verkenningen, jrg. 34, nr. 1, 2008

Vriendschap. Basisonderwijs

Peter Beek Hoogleraar coördinatiedynamica Vrije Universiteit Amsterdam

Geert Savelsbergh Hoogleraar op Desmond Tutu leerstoel Jeugd, Sport en Verzoening Vrije Universiteit Amsterdam

Wie kiest er eigenlijk: wij of onze hersenen?

Selectieve geheugenstabilisatie door reactivatie tijdens diepe slaap

Hoofdstuk 4. Elkaar begrijpen

Cooperation between Departments of Computer Science and Information technology in the Netherlands, Ethiopia and Ghana

Introductie. Met Flowcode software ontwikkelt u snel en gemakkelijk de meest complexe elektronische en elektromechanische systemen.

BRAIN LESSONS Neuropsychological insights and interventions for secondary education

Highlights Nationale Studenten Enquête 2015

De Voorzitter van de Tweede Kamer der Staten-Generaal Postbus EA DEN HAAG. Datum 2 februari 2018 Betreft Kamervragen. Geachte voorzitter,

Efficient Coding in Speech Sounds: Cultural Evolution and the Emergence of Structure in Artificial Languages T. Verhoef

Computer Vision: Hoe Leer ik een Computer Zien?

De handboeken over hersenstructuur zullen herschreven moeten worden

HEALTH CARE LAB. Scannen Visualisatie 3D Printen Simulatie Big Data Smart Textile Robotica Applicatie Sensoring

Neurocognitive Processes and the Prediction of Addictive Behaviors in Late Adolescence O. Korucuoğlu

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Workshop. De onderzoeksvraag. Van nieuwsgierigheid naar gerichte vraag

Neurowetenschappen, taal en het onderwijs: Een verstandshuwelijk?

Bedrijfskundige opbrengsten van investeren in Vitaliteit en Gezondheid. Prof. Dr. Gerard I.J.M. Zwetsloot

Annelies Knoppers Hoogleraar pedagogiek en didactiek van sport en lichamelijke opvoeding Universiteit Utrecht

Hersenen op de noodrem:

hoofdstuk 4 & 7 hoofdstuk 3 & 6 hoofdstuk 2 hoofdstuk 5 Hoofdstuk 2 tot en met 5 hoofdstuk 6 en 7 hoofdstuk 2 hoofdstuk 3 hoofdstuk

Medicijnen maken kan goedkoper

Welke gebieden in de hersenen veroorzaken de ZvH?

Rendement op investeren in gezondheid

gebruik van niet-humane primaten (nhp) als proefdier nut en noodzaak?

MOTIVEER UW MEDEWERKERS, INNOVEER UW ORGANISATIE! Eenvoudig kennismaken met de nieuwe generatie slimme robots.

Japan bouwt met RFID aan een Ubiquitous Network Society

Een exploratieve studie naar de relatie tussen geïntegreerd STEM-onderwijs en STEM-vaardigheden op secundair niveau

Verslag van uitgeoefende activiteiten in Stichting Vrienden van het Hubrecht Instituut

Veloncongres Promotiebeurs voor Leraren Een basis voor de wetenschapper van de toekomst. Over het programma Promotiebeurs - doel

Kleding voor het bovenlichaam wat metalen onderdelen bevat, zoals ritsen, knopen, haakjes, metaalgaren (LUREX).Dit geldt ook voor (beugel) beha s.

1. Ouder en beter Inleiding

Commissie milieubeheer, volksgezondheid en voedselveiligheid. van de Commissie milieubeheer, volksgezondheid en voedselveiligheid

Doctoraathouders op de Belgische arbeidsmarkt

Hoe ben je ooit op de Universiteit Twente terechtgekomen?

Het chemobrein. concentratie- en geheugenverlies na chemo

Epilepsiechirurgie Voorbereidingstraject

INFORMATIE OVER EEG versie 1.2

Slagaderverkalking in de hals: onschuldig of gevaarlijk?

Transcriptie:

Japanse hersenonderzoekers leren van robots Daan Archer - 4-6-2009 Samenvatting Eind maart 2009 presenteerden Japanse onderzoekers een sterk staaltje breinmachine interacties. Enkel met zijn gedachten bestuurde een werknemer van Honda de befaamde humanoïde robot Asimo. Hiervoor is een gecombineerde technologie van elektroencefalografie (EEG) en nabijinfrarood spectroscopie (NIRS) ontwikkeld. De mentale aansturing was nog beperkt tot vier bewegingen maar kende een precisie van negentig procent in de analyse van de hersensignalen, uniek in de wereld. Deze prestatie is een verdere boost voor de Japanse brein-machine wetenschappen. Sinds eind jaren negentig is hersenonderzoek voor het sterk vergrijzende eiland een prioriteit en investeert de Japanse overheid jaarlijks gemiddeld 230 miljoen euro in neurowetenschappen. De aandacht voor brein-machine interfaces neemt hierbij aanzienlijk toe. Details Dr. Mitsuo Kawato is zowel robotica- als neurowetenschapper. Hij ziet robots als een ideaal hulpmiddel om het menselijk brein te onderzoeken. Sinds 2003 is hij de directeur van het ATR Computational Neuroscience Laboratories in Kyoto en geeft hij hier leiding aan bijna zestig robotica-, neuro- en BMI (brein-machine interface)- wetenschappers (1). Zijn onderzoeksgroep werkt samen met meerdere bedrijven en universiteiten. Zo werkt Dr. Kawato al vijftien jaar samen met het nabij gelegen Shimadzu, beroemd producent van onder meer instrumenten voor medical imaging. Voor het recente project met Asimo (2) ontwikkelden Kawato en Shimadzu samen 's werelds eerste hybride technologie van elektro-encefalografie (EEG) (3) en nabijinfrarood spectroscopie (NIRS) (4). De EEG-elektroden worden op de schedel geplaatst en meten de elektrische activiteit aan de buitenrand van het brein, veroorzaakt door het vuren van de zenuwcellen in het brein. Eveneens van buitenaf registreert de NIRS-spectroscopie neurale activiteit aan de rand van het brein. NIRS registreert spontane activiteit in bepaalde hersengebieden door veranderingen van hemoglobinewaarden in het bloed in de actieve gebieden. Hiermee kan NIRS bepaalde hersenfuncties registreren zoals

visuele, auditieve en motorische activiteit. Shimadzu ontwikkelde de hardware, Kawato de kennis en software voor analyse van de gecombineerde hersensignalen. In het uiteindelijke systeem is het mentaal inbeelden van een fysieke beweging voldoende om Asimo aan te sturen en deze beweging te laten maken. Voordelen van het huidige niet-invasieve EEG-NIRS-systeem zijn het relatief kleine formaat, het relatief lichte gewicht en de belofte van mogelijke mobiliteit. De keerzijde is de beperkte diepte waarop het systeem in het brein kan "lezen". Momenteel registreert de technologie alleen hersenactiviteit tot enkele centimeters onder de schedel. De "mentale robotbestuurder" kan hierdoor vier bewegingen van Asimo aansturen. Figuur 1. Het menselijk brein stuurt de robot aan. Samenwerking tussen Honda, ATR en Shimadzu.

(Bron: Honda, 2009). Het brein analyseren door te bouwen Vijf tot tien jaar geleden liep Japan met BMI-onderzoek achter op de Verenigde Staten. De Japanse overheid stond destijds al voor het probleem van de naderende vergrijzende samenleving en de noodzaak om oplossingen en therapieën te ontwikkelen voor neurologische aandoeningen, vertelt Kawato tijdens een interview in Tokio. De overheid zag BMI als potentieel hulpmiddel. Het dilemma was echter: wachten we op een goede techniek uit de VS of ontwikkelen we deze zelf? Vanaf eind jaren negentig heeft de Japanse overheid een speciaal promotiebeleid voor neurowetenschappen. In 2003 pleitte Kawato samen met Sony en Honda echter bij de Japanse overheid voor een forse toename in publieke middelen voor robotica- en hersenonderzoek. Kawato: Mijn streven is om de werking van ons brein te analyseren door robots te bouwen. Hierdoor krijgen we inzicht in hoe we denken, beslissingen maken en omgaan met de wereld. Daarnaast moeten we onderzoek naar robotica en BMI combineren om herseninfarcten, partiële verlammingen en neurologische afwijkingen te analyseren. En hopelijk ook te behandelen. Volgens Tomoko Ikuta, adjunctdirecteur van de life-sciences afdeling van het Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT), resulteerde het promotiebeleid van eind jaren negentig vooral in de oprichting van het befaamde RIKEN Brain Science Institute (5) net boven Tokio. Ikuta: Sinds 2007 is hier door onze minister echter verandering in gekomen. Sinds 2008 is er een nieuw vijfjarig overheidsprogramma voor hersenonderzoek en BMI is hierin een aanzienlijke positie toebedeeld. Voorheen richtte hersenonderzoek zich weinig op interdisciplinaire aansluitingen, het huidige programma doet dat juist wel. Zoals een fusie met biomedical engineering. Onderwijzen is leren Mitsuo Kawato heeft de afgelopen jaren enkele baanbrekende onderzoeken verwezenlijkt. In 2005 begon de eerste BMI-samenwerking met Honda. Het doel was de handbeweging van een mens na te bootsen door een robothand. Een proefpersoon in een Functional Magnetic Resonance Imaging (fmri)(6) maakte papier-steen-schaar-bewegingen waarna de robothand deze beweging perfect simuleerde.

Figuur 2. De robothand doet de menselijke papier-steen-schaar-beweging na. Samenwerking tussen Honda en ATR. (Bron: Honda, 2006) In 2008 werden de rollen omgedraaid. Bij Duke University in de Verenigde Staten liep een aap op een lopende band. De 250 tot 300 elektroden in zijn brein registreerden de hersenactiviteit en stuurden deze real-time via internet naar Kyoto. Daar liep een robot op een lopende band en simuleerde de loopbewegingen van de aap. De aap in de VS volgde de loopbewegingen van de robot via een TV-monitor. Na een uur lopen probeerden de onderzoekers in de VS het volgende: men stopte de loopband van de aap. Wat zou de aap doen? Tot ieders verbazing bleef de robot in Japan lopen. De aap slaagde erin om drie minuten lang de loopbewegingen van de robot mentaal aan te blijven sturen, zonder zelf te bewegen. Om de looptaken te kunnen verrichten moest de humanoïde robot meerdere fysieke taken leren. Zo kan deze robot balanceren, jongleren en een gegooide bal detecteren om deze met een honkbalknuppel weg te slaan. (Continue to Part 2)