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边缘 AI 对下一代可植入 BMI 的挑战和机遇
摘要 — 人工智能 (AI) 和机器学习目前正在彻底改变神经科学和神经技术。AI 被广泛用于研究和解释神经信号（分析应用）、协助残疾人（假肢应用）和治疗潜在的神经症状（治疗应用）。在本文中，我们将回顾片上 AI 为下一代植入式脑机接口 (BMI) 带来的新兴机遇，重点关注最先进的假肢 BMI。我们将讨论 AI 模型有效性面临的主要技术挑战。最后，我们将提出算法和 IC 设计解决方案，以实现新一代 AI 增强型高通道数 BMI。索引词 — 人工智能 (AI)、机器学习 (ML)、脑机接口 (BMI)、硬件效率。I. 简介全球有数百万人患有严重的运动障碍，如瘫痪和中风。为了让残疾人恢复正常生活，神经技术和神经科学的前沿领域正在开发各种各样的脑机接口 (BMI)。一般来说，BMI 被认为是从感知到动作（例如从视觉/触觉到伸手/抓握）的闭环系统，如图 1 所示。为了实现这一目标，可植入的 BMI 会记录来自大脑的一种或多种神经信号。考虑到时空分辨率和侵入性之间的权衡，皮层内和皮层脑活动记录被广泛应用于 BMI 应用 [1], [2]。接下来，数据处理和人工智能 (AI) 技术可用于以运动意图或脑功能障碍（例如脑损伤）标记的形式提取与任务相关的信息内容。最后，提取的信息用于生成驱动命令以移动假肢或自然肢体，或生成刺激命令以调节大脑活动。从应用角度来看，脑机接口可分为分析型、假肢型和治疗型系统（图 1）。分析型脑机接口用于研究大脑活动、功能或连接性。由于人工智能在分析高维数据方面取得了近期的成功，它被广泛应用于从细胞级（例如尖峰分类）到认知级（例如神经编码）的此类研究中。研究目标是发现感知背后的大脑机制或动态，或揭示大脑对特定动作的意图。假肢型脑机接口允许受试者执行日常任务，例如运动 [1] 或打字 [2]。此类脑机接口可以利用皮质运动活动通过神经肌肉或脊髓刺激来控制自然肢体。另一种假肢型脑机接口刺激躯体感觉皮层以恢复感觉反馈 [1]。通过调节神经系统，治疗型脑机接口
使用 Arduino 和
摘要 — 本文介绍了使用 Arduino 和 Mindflex 技术开发脑控假手的过程。本研究的目的是设计一个系统，使残疾人士能够通过他们的脑信号控制假手。脑电图 (EEG) 信号用于捕获和解释用户执行特定手部动作的意图。Neurosky 芯片与 Arduino 集成以获取实时 EEG 信号，而 Mindflex 技术采用 EEG 耳机，可作为捕获脑信号的非侵入式用户友好界面。通过分析这些信号，生成命令来控制假手的运动。原型实现包括集成伺服电机等机电元件以激活假肢。进行了广泛的测试和模拟，以评估系统性能和效率。分析并比较了来自 openbci 设备和 Mindflex 的验证数据，以评估大脑命令的准确性和可靠性。结果显示用户和伺服电机之间的交互成功，表明使用 EEG 信号控制手假肢的可行性。生成大脑命令所实现的准确性验证了所开发系统的有效性。这项研究有助于假肢技术的进步，为提高残疾人的生活质量提供了新的可能性。
探索添加剂制造在假体供应链中的作用：定性证据摘要目的 - 本研究旨在评估
探索添加剂制造在假体供应链中的作用：定性证据摘要目的 - 本研究旨在评估由实施增材制造（AM）技术引起的假肢供应链能力的增强。该研究提出了一个新兴模型，概述了将3D打印技术整合到假肢供应链中时发生的关键领域。设计/方法论/方法 - 采用定性方法，通过现场观察和31种与假肢工业和3D打印技术相关的约旦组织进行的深入访谈收集数据。调查结果 - 调查结果表明，采用3D打印技术可以在定制，响应能力，创新，环境可持续性，成本最小化和赋权方面提高假肢供应链的能力。这项研究阐明了采用3D打印技术后假体供应链中影响的特定领域，强调了假体工业内供应链能力的总体改善。实际意义 - 本研究为政府机构和假肢组织提供了建议，以最大程度地利用3D打印技术获得的好处。独创性/价值 - 这项研究在探索3D印刷技术对约旦假体产业的影响方面做出了贡献，阐明了对供应链的影响，并确定了新兴市场环境中决策者的挑战。纸质类型：研究论文。1。关键字：添加剂制造；供应链；假体；假肢供应链； 3D打印；约旦。简介高级技术，例如增材制造（AM），人工智能（AI），物联网（IoT）和供应链中的区块链，可节省成本，优化的物流，提高的准确性以及利益相关者之间的信任，从而提高竞争优势和客户满意度（Younis等，2024）。近年来，与其他先进的制造技术相比，AM已成为一种出色的技术，在定制，材料效率和快速原型制作方面具有独特的优势。am，通常称为3D打印，是一个革命性的过程，它逐层构造对象，从而使设计灵活性和效率在创建复杂的几何形状时（Kunovjanek等，2022）。AM由于其多功能性，成本效益和产生复杂几何形状的能力，因此在各个行业中找到了应用。在航空航天中，AM用于轻质和耐用的飞机组件，降低了燃油消耗和维护成本（Ishfaq等，2022）。在汽车制造中，AM可以快速原型制作，定制和生产材料废物减少的零件（Vasco，2021年）。此外，在消费品行业中，AM促进了从珠宝到时尚配饰的个性化产品的定制和生产（Kunovjanek等，2022）。
基于肌电图的仿生信号处理...
Aerobotix Technosolutions，印度马哈拉施特拉邦科尔哈普尔 摘要 EMG 传感器已广泛应用于辅助技术、生物医学和人机界面。本文讨论了具有紧凑设计和信号采集的 EMG 传感器的开发。该系统捕获、过滤和放大肌肉信号，以使其可用于假肢、康复和诊断等许多领域。 关键词：EMG 信号、辅助设备、信号放大、信号处理、肌电图、仿生手臂、康复、生物医学、脑机接口、可穿戴技术、神经肌肉功能、假肢设备、电信号、神经康复、外骨骼。 I. 介绍 肌电图传感器捕捉肌肉收缩引起的电活动，这使得它能够应用于仿生手臂、康复、生物医学诊断、人机界面等广泛的领域。使用 EMG 传感器，我们可以记录肌肉产生的电活动，这有助于物理治疗师分析肌肉活动并识别薄弱的肌肉。因此，可以使用该数据为患者创建康复程序。它用于外骨骼和仿生手臂，为身体残疾的患者提供运动支持。它们有助于通过适应用户独特的肌肉模式和力量来定制辅助设备。传感器越紧凑，用户体验就越好。这些传感器将监测肌肉健康并防止慢性病患者的肌肉萎缩。据世界卫生组织称，全世界约有 3000 万人需要假肢或其他辅助设备。肌电图传感器在改善辅助技术领域的生活质量方面发挥着重要作用。机器学习的技术进步将提高传感器的效率。它将根据用户的数据进行学习，并能够在仿生手臂的情况下提供快速的实时反馈。本文介绍了一种紧凑型肌电图传感器电路的开发和实现。二、文献综述在 Crea 等人 (2019) 进行的研究中，肌电图信号允许用户使用肌肉收缩来控制假肢。根据 Liao 等人的研究，肌电图信号允许用户使用肌肉收缩来控制假肢。 (2020)，研究使用带有机器学习算法的 EMG 传感器，这将实现精确控制，减少反馈时间和自然运动。根据 Basmajian 等人 (2017) 的说法，功能性电刺激 (FES) 对于脊髓损伤患者的康复 EMG 传感器起着至关重要的作用。刺激特定肌肉有助于患者恢复运动控制。
分子假体可能导致糖尿病的有针对性治疗
如果某人失去了手臂或腿，医生和矫形器可以用假肢代替缺失的肢体。但是，如果某人开始丢失β细胞，则更难更换它们。- 然而 - 与手臂或腿部不同 - beta细胞执行我们无法没有的重要功能。如果他们拒绝或完全停止工作，血糖水平螺旋不足。是唯一的追索权。，但现在来自巴塞尔生物系统科学与工程系的Eth教授Martin Fussenegger提出了一种替代方法：分子假体。这些设备可以更准确地测量某人的糖尿病病情，并触发对有害症状（例如高血糖）的有针对性反应。生物技术学家认为他的APACH是当前治疗选择的有前途的替代方法。fussenegger认为他可以使用这类假肢设备，不仅可以提供有效的
不同市售自动的弯曲强度 -
自身聚合丙烯酸树脂主要由聚（甲基丙烯酸甲酯）和甲基丙烯酸甲酯组成，由于其易于使用，成本效益和可接受的美观，在室温下以室温形成固体聚合网络，因此在假体牙科中至关重要。这些树脂最重要的机械性能之一是弯曲强度，这对于它们在连续的咀嚼力下的性能至关重要。在临床应用中，假肢材料会忍受咀嚼的重复应力，而具有较高弯曲强度的树脂可以更好地抵抗变形和断裂。该特性对于确保假体的长期完整性，最大程度地减少物质失败的风险并提高假肢寿命至关重要，从而有助于更好的临床结果和患者满意度。
一种数据驱动的脑机接口机器学习方法......
近年来，用于替代失去肢体的假肢设备的性能越来越好。软件和硬件方面的最新进展使得解码脑电图 (EEG) 信号成为可能，从而通过脑机接口 (BCI) 改善对有源假肢的控制。大多数 BCI 研究都集中在上半身。尽管近年来针对下肢的 BCI 研究有所增加，但我们对与下肢运动相关的神经模式的了解仍然存在差距。因此，本研究的主要目的是展示从 EEG 数据记录中解码下肢运动的可行性。第二个目标是调查截肢者众所周知的神经可塑性适应是否会影响解码性能。为了解决这个问题，我们收集了多名下肢截肢者和一个匹配的健全对照组的数据。利用这些数据，我们训练并评估了已被证明对上肢 BCI 有效的常见 BCI 方法。两组的平均测试解码准确率均为 84%，我们的结果表明，使用 EEG 数据可以准确区分不同的下肢运动。健康受试者和下肢截肢受试者对这些运动的解码性能没有显著差异（p = 0.99）。这些结果表明使用 BCI 进行下肢假肢控制的可行性，并表明解码性能不受两组之间神经可塑性引起的差异的影响。
3D 打印服务交付的商业模式开发......
在此背景下，INECD 项目与 UR-CEBE 合作，希望聘请一位具有强大商业管理背景的本地或国际顾问，为 3D 打印项目制定商业模式。该模型将作为指导工具，用于定义相关利益相关者的运营角色和职责，确定 3D 移动技术设备相对于传统矫形设备的生产成本和投资回报率、成品的最终价格以及 UR-CEBE 之间的成本分摊，UR-CEBE 在本例中将被视为负责打印 3D 移动设备（矫形器和假肢配件）的服务提供商，其客户为：CHUK、CHUB 和 Gahini 医院，负责使用 3D 打印技术对客户进行评估、扫描、数字设计假肢插座