Gedanken der Entwickler von HuME: Ziel ist eine Ära, in der Sensibilität visualisiert werden kann

Durch das Tragen eines Smartphones oder Tablets lassen sich Daten zu Körpertemperatur, Herzfrequenz und Schlafqualität erfassen und die eigene Gesundheit aktiv steuern. Noch vor zehn Jahren galt ein solches Gerät als Zukunftstechnologie, heute ist es allgegenwärtig. Die Miniaturisierung von Sensoren und die IoT-Revolution haben die weltweite Entwicklung der physiologischen Sensorik – der Erfassung verschiedenster physiologischer Signale des menschlichen Körpers und deren Umwandlung in Daten – beschleunigt. Auch die Shimadzu Corporation, spezialisiert auf Messtechnik, treibt die Entwicklung physiologischer Sensortechnologien voran.

Einen besseren körperlichen und geistigen Zustand bei Menschen hervorrufen

Eine der Forschungsabteilungen von Shimadzu beherbergt die Technologieeinheit „Gehirn und fünf Sinne“, die auf Basis physiologischer Signale Lösungen zur Verbesserung des körperlichen und geistigen Wohlbefindens entwickelt. Derzeit sind 25 Mitarbeiter in dieser Einheit tätig. Im April 2025 brachten sie das biometrische System HuME auf den Markt.

Das HuME-System unterstützt das Verständnis des psychologischen, sensorischen und emotionalen Zustands von Probanden. Mithilfe von Geräten zur Gesichtselektromyographie, Elektrokardiographie und Elektroenzephalographie wandelt das System physiologische Signale in Daten um, darunter Herzfrequenz, Elektrokardiogramme, Elektroenzephalogramme und Myopotenziale (elektrische Signale bei Muskelaktivität). Diese Daten werden mit Videoaufnahmen von Videokameras kombiniert und anschließend analysiert.

Ziel ist es, dies zukünftig als neue Bewertungsmethode in Bereichen wie der Automobilindustrie, der Kosmetikindustrie und der Lebensmittelindustrie einzusetzen.

Kommerzialisierung von Forschungsergebnissen, die von einem neuen Mitarbeiter initiiert wurden

Die Entwicklung von HuME begann im Jahr 2017. Koichi Murata, damals ein neuer Mitarbeiter, wurde als Mitglied ausgewählt.

Von links: Manager Kenji Kimura, Koichi Murata und Yoshitada Ito. Sie gehören zum Startup-Inkubator, einer Abteilung, die die Lücke zwischen Entwicklung und Markteinführung schließt.

Murata sagt: „An der Universität war ich an der Forschung und Entwicklung eines MRT-kompatiblen sensorischen Stimulationssystems beteiligt, das die Hirnaktivität maß. Als ich von der Entwicklung biometrischer Geräte hörte, war ich fasziniert. Obwohl dies nicht allzu weit von meinem Fachgebiet entfernt war, gehörte es auch nicht genau dazu. Ich begann mit Kursen zur Konstruktion tragbarer Geräte.“

Murata entschied sich für dieses Entwicklungskonzept, als er nach japanischen und internationalen Technologien und Geräten im Bereich der biometrischen Messung suchte. Er wollte etwas, das so unauffällig war, dass man es anlegen und dann vergessen konnte, um es in einem entspannten Zustand nutzen zu können.

Masafumi Furuta ist Leiter der Gruppe für sensorische Messung in der Technologieeinheit Gehirn und fünf Sinne. Er merkt an: „Bei der Messung des psychischen Zustands und der Emotionen einer Person wurden Studien in Laboren und anderen spezialisierten Umgebungen durchgeführt, da die Ergebnisse leicht von der jeweiligen Situation sowie den vorhergehenden und nachfolgenden Umständen beeinflusst werden können, was problematisch ist. Für sensorische Produktbewertungen haben verschiedene Kunden eine experimentelle Situation gefordert, in der sich die Probanden nicht belastet fühlen und in der Messungen unter Bedingungen durchgeführt werden können, die dem Alltag, in dem die Produkte tatsächlich verwendet werden, sehr nahekommen.“

Mitglieder des Technologieforschungslabors, die an der Grundlagenforschung im Bereich HuME beteiligt sind. Masafumi Furuta ist ganz links.

Sie haben außerdem die Datenerfassung und -integration vereinfacht, die in der Forschung im Bereich der sensorischen Messtechnik ein Problem darstellte. „Oft wurde darauf hingewiesen, dass der Abgleich von Daten verschiedener Geräte für die Analyse sowohl aufwendig als auch problematisch ist. Wir waren überzeugt, dass ein System zur Unterstützung von Experimenten, das den Aufwand für solche Messungen und die Datenanalyse reduziert, unseren Kunden ermöglichen würde, sich auf ihre eigentlichen Aufgaben zu konzentrieren.“

Das HuME-Produktpaket umfasst ein Gerät zur Gesichts-Elektromyographie, ein Elektrokardiographiegerät, ein Elektroenzephalographiegerät, eine Videokamera und eine speziell entwickelte Begleitsoftware. Alle Komponenten passen in eine einzige Tasche.

Murata sagt: „Als die Entwicklung begann, war dies ein völlig neues Produkt für Shimadzu. Daher haben wir viel von unseren Kunden gelernt, insbesondere über ihre Bedürfnisse an ein solches Gerät. Den gesamten Prozess von der Forschung über die Entwicklung eines Prototyps bis hin zur Markteinführung zu durchlaufen, war für mich eine wertvolle Erfahrung und die Erfüllung eines Traums, den ich seit meiner Studienzeit hatte.“

Die Entwickler stellten fest, dass der Entwicklungsprozess von HuME ihnen den Wert sensorischer Messungen verdeutlichte. Murata fügte begeistert hinzu: „Aktuell ist die einzige effektive Methode zur Messung sensorischer Wahrnehmungen die Verwendung eines Fragebogens. Ich arbeite mit Hochdruck daran, HuME zu einer weiteren Option hierfür zu machen.“ Zukünftig wollen sie Anwendungen zur Unterstützung der Datenanalyse entwickeln.