Cottbuser Startup überzeugt mit bahnbrechender Idee

Die Agentur für Innovation in der Cybersicherheit GmbH (Cyberagentur) hat am 15. Dezember 2023 einen Vertrag über 30 Millionen Euro mit dem Cottbuser Startup Zander Laboratories GmbH unterzeichnet. Das Unternehmen soll in vier Jahren neurotechnologische Prototypen entwickeln und damit die Interaktion zwischen Mensch und Maschine sowie künstlicher Intelligenz revolutionieren. Hochriskante Eingriffe ins Gehirn zur Steuerung von Maschinen werden damit nicht mehr notwendig.

Zur Unterzeichnung des Vertrages mit einem Auftragswert von etwa 30 Millionen Euro trafen sich an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) die Geschäftsführung sowie die Projektleitung des neuen Forschungsauftrages der Cyberagentur mit dem Auftragnehmer Zander Laboratories GmbH (Zander Labs). Das Cottbuser Startup hatte sich im Teilnahmewettbewerb mit der innovativsten Idee zur Erforschung von Neurotechnologie im Kontext der Mensch-Maschine-Interaktion gegenüber vier weiteren Anbietern durchsetzen können. Mit dem Auftrag wurde die größte Einzelfinanzierung eines Forschungsprojektes in der Europäischen Union durch die Cyberagentur vergeben.

Am 7. Oktober 2022 veröffentlichte die Agentur für Innovation in der Cybersicherheit GmbH (Cyberagentur) ihr Ausschreibungsverfahren „Sichere neuronale Mensch-Maschine-Interaktion“. Das Ziel der Ausschreibung bestand darin, den Nutzen von Mensch-Maschine-Interaktionen vorteilhaft und sicher für die Bürgerinnen und Bürger der Bundesrepublik frühzeitig im Sinne der Cybersicherheit auszugestalten.

Feierliche Vertragsunterzeichnung an der BTU Cottbus-Senftenberg. (v.l.n.r.) Prof. Dr. Christian Hummert (Forschungsdirektor, Cyberagentur), Prof. Dr. Thorsten Zander (Geschäftsführer Zander Labs, Lichtenberg-Professor an der BTU Cottbus-Senftenberg), Daniel Meyer (kaufmännischer Direktor, Geschäftsführer, Cyberagentur). Foto: © BTU / Sascha Thor

Interaktion zwischen Mensch und Maschine soll revolutioniert werden

Zander Labs schlägt das innovative Projekt „Neuroadaptivität für autonome Systeme“ (NAFAS) vor, das die Interaktion zwischen Mensch und Maschine revolutionieren soll. Auch wenn die Technologie enorme Fortschritte gemacht hat, bleiben Maschinen weiterhin in ihrer Fähigkeit begrenzt, menschliche Emotionen, geistige Zustände und kognitive Entscheidungsfindung zu verstehen, daraus zu lernen und darauf zu reagieren. Diese Einschränkung führt zu umständlicher Kommunikation zwischen Menschen und Technologie und schränkt das Potenzial der Mensch-Computer-Interaktion ein. Das NAFAS-Projekt strebt danach, dieses Paradigma zu verändern. In dem Projekt wird mit einem sogenannten passiven Brain Computer Interface (pBCI) gearbeitet. Das bedeutet, dass sich der Nutzer im Gegensatz zu herkömmlichen Ansätzen in den Neurotechnologien nicht aktiv bestimmte Dinge vorstellen muss, sondern – wie man es im Alltag auch gewohnt ist – einfach die gewünschte Handlung durchführt.

Die Forscherinnen und Forscher versuchen, dann auf Basis der Hirnsignale herauszufinden, durch welche mentalen Zustände die Person ihr Ziel erreicht hat. Daraus sollen schließlich Kategorien identifiziert werden, die auf künstliche Systeme übertragbar sind und es Maschinen ermöglichen, menschliche mentale Reaktionen im gegebenen Kontext zu interpretieren. Ziel ist es, eine neue Generation von Maschinen zu erforschen, die sich in Echtzeit an die kognitiven und affektiven Zustände des Benutzers anpassen können, um das Benutzererlebnis zu personalisieren und die Effektivität autonomer Systeme zu verbessern, ohne dass eine manuelle Eingabe erforderlich ist.

Ziel: KI-Anwendungen lernen unmittelbar vom menschlichen Gehirn

Prof. Dr. Thorsten Zander, Geschäftsführer von Zander Labs sowie Lichtenberg-Professor für Neuroadaptive Mensch-Technik-Interaktion an der BTU, blickt mit seinem Team voller Freude und Tatendrang auf den Beginn des von der Cyberagentur beauftragten Projekts NAFAS. „Es ist unser erklärtes Ziel, die Interaktion zwischen Mensch und Technologie neu zu gestalten: Wir streben nach Systemen, die sich intuitiv dem individuellen Nutzer, anhand dessen Hirnaktivität anpassen können und nach KI-Anwendungen, die unmittelbar vom menschlichen Gehirn lernen.“

„Das Projekt hat uns durch seine konzeptionelle Stärke und die innovative Herangehensweise überzeugt“, so Dr. Andreas Schönau, stellvertretender Projektleiter und Forschungsreferent im Referat Mensch-Maschine-Interaktion der Abteilung Sichere Gesellschaft bei der Cyberagentur. „Der implizite Ansatz ist einzigartig und hat das Potenzial, neue wissenschaftliche Standards in den Neurowissenschaften zu setzen.“

Die Forscherinnen und Forscher von Zander Labs werden in den nächsten vier Jahren neurotechnologische Prototypen entwickeln. Diese sollen dazu in der Lage sein, Informationen eines Gehirns auszulesen, sodass eine Person über ihre Gedanken mit einem externen System Informationen austauschen und dieses somit anleiten kann, um eine Aufgabe zu erledigen oder neue Fähigkeiten zu erlernen. Wenn das gelingt, können Mensch und Maschine über das pBCI gemeinsam Handlungen ausführen, Ziele verfolgen und Informationen austauschen. Zum Abschluss des Projekts sollen vier Demonstratoren entstehen, die das vorgestellte Prinzip kontextualisieren und in konkrete Anwendungsfälle der Inneren und Äußeren Sicherheit übertragen.

Mensch-Maschine-Interaktion ohne invasive Eingriffe

„Die Revolution wird es sein, dass wir Maschinen ermöglichen, in Echtzeit Hirndaten zu erfassen und zu interpretieren, wodurch sie einen Einblick in die momentane, individuelle Wahrnehmung und Interpretation des Nutzers erhalten. Dies versetzt uns in die Lage, Wissen, Werte und Ziele des Nutzers in die Maschine zu übertragen, was eine intuitive Interaktion erlaubt“, fasst Prof. Dr. Zander sein Konzept zusammen. „Dieser Ansatz im Bereich der Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCI) zeigt deutlich die Unterschiede in der Herangehensweise zwischen den USA und Europa. Während die USA invasive Methoden bevorzugen und sich hauptsächlich auf medizinische Anwendungen konzentrieren, setzen wir auf nicht-invasive Technologien und zielen darauf ab, auch Nutzern ohne Einschränkungen zu dienen. Das wird die Mensch-Maschine-Interaktion revolutionieren.“ Dabei lege man bei Zander Labs höchsten Wert auf die Sicherheit und Privatsphäre bei der Verarbeitung von Hirndaten sowie bei deren Weitergabe an die Maschine. Das gelingt, da die Systeme mit dem Menschen kompatibel werden und somit die Künstliche Intelligenz im Einklang (Alignment) mit der des Menschen liegt. Trotz der erheblich höheren Finanzierung in den USA wird dieser bahnbrechende Forschungsansatz deshalb in Deutschland und Europa neu- und weitergedacht. In diesem Bereich belegt Europa einen Spitzenplatz in der Forschung.

Als führende Kraft hinter diesem Projekt bündelt die Zander Laboratories GmbH sowohl ihre eigene Expertise als auch das spezialisierte Fachwissen der unterbeauftragten Institutionen. Hierzu zählen die Fraunhofer Institute für Photonische Mikrosysteme (IPMS) und für Digitale Medientechnologie (IDMT), die niederländische TNO, Brain Products GmbH in München, Eaglescience Software B.V. in Haarlem sowie akademische Einrichtungen der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg, der Universität Wien und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.

Auszug aus Pressemitteilung der Cyberagentur vom 15. Dezember 2023

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