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仿生计算机与大脑通信通过外周神经刺激恢复自然触觉
最近，通过外周神经刺激与大脑进行人工交流，在感觉运动障碍患者中取得了良好的效果。然而，这些努力未能提供接近自然的丰富感官体验，因此有必要提出将感官信息转化为神经刺激模式的新途径，这可能会带来直观和自然的感觉。为此，我们设计并测试了一个受自然启发的仿生神经刺激框架，能够将生理上合理的信息“写入”残留的健康神经系统中。从机械感受器的计算机模型开始，我们设计了刺激的仿生策略，模拟不同传入单元的活动。然后，我们通过实验评估了这些新范例，以及机械触摸和常用的线性神经调节。我们通过刺激神经探索了体感神经轴，同时记录了去大脑猫的背根神经节和脊髓的神经反应。仿生刺激导致神经活动沿着神经轴持续传播，产生更像自然诱发的时空神经动态。最后，我们在仿生设备中实施这些范例，并在患者身上进行测试。与传统方法相比，仿生神经刺激可提高移动性并减少心理努力。这种受人体启发的神经科学驱动技术的结果可以作为开发新型辅助神经技术的模型。简介
新闻稿
部门，以加强基础经济增长。”没有运输部门，气候保护就无法成功。鉴于全球经济和人口增长的扩大，与2019年相比，到2030年，公路运输量将增长40％以上。。 这将使商用车成为碳中性移动性的关键杠杆。 “我们致力于塑造可持续的运输部门，以期加强经济增长的基础，” Mahle管理委员会主席兼首席执行官Arnd Franz周一在汉诺威的IAA运输公司周一说。 技术组开发了用于电池电池和燃料电池车辆的组件和系统，并使内燃机适合使用氢和其他可再生燃料。 在今年的国际商用车展览会上，马勒首次展示了带有燃料电池外围设备的燃料电池卡车，热管理和功能齐全的重型电动轴的完整系统。 其他产品创新包括高性能，避免燃油的蒸发冷却系统，用于苛刻的燃料电池和电动汽车，以及仿生风扇，使电动卡车在满载时或在快速充电期间通过使声音压力降低声音级别。 现在所有可用的电动卡车都包含大量的Mahle产品，该小组参与了目前正在进行的燃料电池车和氢发动机的所有主要开发项目。鉴于全球经济和人口增长的扩大，与2019年相比，到2030年，公路运输量将增长40％以上。这将使商用车成为碳中性移动性的关键杠杆。“我们致力于塑造可持续的运输部门，以期加强经济增长的基础，” Mahle管理委员会主席兼首席执行官Arnd Franz周一在汉诺威的IAA运输公司周一说。技术组开发了用于电池电池和燃料电池车辆的组件和系统，并使内燃机适合使用氢和其他可再生燃料。在今年的国际商用车展览会上，马勒首次展示了带有燃料电池外围设备的燃料电池卡车，热管理和功能齐全的重型电动轴的完整系统。其他产品创新包括高性能，避免燃油的蒸发冷却系统，用于苛刻的燃料电池和电动汽车，以及仿生风扇，使电动卡车在满载时或在快速充电期间通过使声音压力降低声音级别。现在所有可用的电动卡车都包含大量的Mahle产品，该小组参与了目前正在进行的燃料电池车和氢发动机的所有主要开发项目。
6 机器人化：生存还是毁灭？* - 社会研究
当然，当复杂的机制和技术能够与人类的身体和思维融合时，更重大的转变是可能的。机器人化是用机器人植入物替换人体某些部位的过程。从某种程度上说，这个过程很久以前就开始了。假肢的最早证据记录在古埃及。研究人员在开罗发现了一个由木头和皮革制成的假脚趾，其历史可以追溯到公元前 950 年至 710 年之间（Finch 等人，2012 年）。1858 年，另一个最古老的假肢在卡普阿（意大利）的一个坟墓中被发现，可追溯到公元前 300 年的萨姆尼特战争。它由铜和木头制成（Bennett Wilson，1964 年）。在中世纪，盔甲师为在战斗中失去肢体的骑士制作铁制假肢（Sellegren，1982 年）。其中一个著名的例子是 16 世纪初制作的德意志帝国骑士、雇佣兵和诗人 Götz von Berlichingen 的假肢，其机制在当时来说非常复杂（歌德）。人造身体部件领域的进步已经如此显著，以至于今天我们几乎每个人都有点像机器人。毫无疑问，地球上大多数人都戴着假指甲、假牙，戴眼镜或隐形眼镜。FDA 估计全球有 324,200 人接受了人工耳蜗植入（Technavio 2016）。2016 年，英国耳部基金会估计全球人工耳蜗植入者的数量约为 600,000 人（耳部基金会 2017）。人工心脏（DeVries 等，1984）、肾脏、肝脏、胰腺（Stamatialis 等，2008）、仿生眼（Boyle 等，2003）、仿生肢体（Farina 和 Aszmann，2014）等等都已成为现实。遗憾的是，尽管赛博格化发展迅速，但却没有太多的理论概念能够阐明其起源和发展趋势。流行的理论包括超人类主义，其基本思想最早由英国遗传学家约翰·伯登·桑德森·霍尔丹于 1923 年提出（Haldane，1924；Huxley，2015）和雷·库兹韦尔（2010）的奇点理论。我们认为，在“大历史”框架内可以很好地理解赛博格化的起源和发展趋势。机器人化是大历史中的一个重要里程碑，这是人类（或旧石器时代晚期）革命与新的“后人类”革命的交汇，虽然其后果在很多方面尚不明确，但显然它将开启对人体产生强烈影响的时代。我们看到机器人化的起源是集体学习，这是大历史的第六个门槛。集体学习是一个由 David Christian 创造的术语（参见 Christian 2018、2012）。这是一个足够强大的交流和共享信息系统，其数量和精度如此之高，以至于新信息在社区甚至物种层面积累（同上，2015）。集体学习成为技术发展的基础，为下一个重要的门槛“农业”和“现代革命”提供了基础。
emgtfnet：模糊视觉变压器解码上限semg信号识别
摘要 - Myoelectric Control是当今剧本增加的肌电图的一个区域，尤其是在仿生假体的手势识别（HGR）等应用中。今天的重点是使用机器学习以及最近深度学习方法的模式识别。尽管在稀疏的SEMG信号上取得了良好的效果，但后者通常需要大的数据集和培训时间。此外，由于随机SEMG信号的性质，传统模型无法概括为非典型或嘈杂值的样品。在本文中，我们提出了基于视觉变压器（VIT）的建筑的设计，该体系结构具有模糊的神经块（FNB），称为EMGTFNET，以从表面肌电图（SEMG）信号中执行手势识别。所提出的EMGTFNET体系结构可以准确地对各种手势进行分类，而无需任何数据增强技术，传输学习或网络中参数数量的显着增加。使用由49种不同手势的公开ninapro数据库测试了所提出的模型的准确性。实验使用200 ms窗口大小和仅56,793个可训练的参数产生的平均测试准确度为83.57％±3.5％。我们的结果优于没有FNB的VIT，因此表明包括FNB可以提高其性能。我们的提案框架EMGTFNET报告了其实际应用假体控制的重要潜力。索引术语 - 电镜头；深度学习； Ninapro;变压器;模式识别；肌电控制
通过对人皮层的图案微刺激的触觉边缘和运动
11 Shirley Ryan能力实验室，伊利诺伊州芝加哥。¥对应：vallegiacomo@gmail.com†体感皮质的同等贡献的心理内微刺激（ICMS）会唤起触觉感觉，可以通过改变电极和刺激参数1-3来系统地操纵其位置和特性。这种现象可用于从脑控制的仿生手传达有关对象相互作用的反馈。但是，ICMS当前提供了艰巨的触摸感，限制了灵巧的对象操纵和对神经假体系统的有意识体验。利用我们对S1 4,5中这些感官特征如何编码的理解，我们试图扩展基于ICMS的人工触摸的曲目，以提供有关瘫痪者中对象的局部几何形状和运动的信息。首先，我们通过多个空间图案的电极同时传递了ICM，采用了对齐投影场（PFS）的特定布置。未提及的参与者报告了边缘的感觉。接下来，我们创建了更复杂的PFS，发现参与者可以直观地感知任意触觉形状和皮肤压痕模式。通过依次通过具有空间不连续的PF的电极传递图案化的ICM，我们甚至可以唤起整个皮肤的运动感觉，即我们能够系统地操纵的方向和速度。我们得出的结论是，受我们对S1中触觉编码的理解启发的ICM的适当时空图案可以引起复杂的感觉。我们的发现有助于推动人造触摸的界限，从而丰富了参与者的有意识的感觉体验，从简单的人造知觉到模仿自然触摸的高度信息的感觉。
可负担卫星综合研究平台项目活动概述
摘要 小型卫星的数量急剧增加和商业化要求开发和生产过程能够在更短的时间内以合理的价格应对大量卫星。在 IRAS（经济型卫星综合研究平台）内，当地的太空和非太空企业以及研究机构共同合作并讨论他们的需求。这是在技术基础上与项目团队和行业进展会议一起完成的。研究和开发新技术以降低组件、卫星和卫星星座的开发和生产成本和时间。为了实现这一目标，该项目研究了几种不同的硬件和软件技术。在增材制造技术领域，研究了聚合物和陶瓷材料的使用，结合多功能和仿生结构，以实现具有集成功能的轻质结构。电力和水基推进系统作为先进的绿色推进技术得到开发，可提供足够的推力来将大量卫星分配到轨道上，并在其运行阶段后安全地脱离轨道，同时具有成本效益。此外，还利用 DCEP（数字并行工程平台）研究了一种无需物理接近的卫星协同设计新方法，该方法提供了一个基于 Web 的软件平台，支持使用自动化设计工具和算法。设计工具也是在 IRAS 内部开发的，包括用于星座设计和任务分析以及卫星设计的工具。IRAS 技术也是技术演示卫星任务 SOURCE 的一部分，SOURCE 是一颗立方体卫星，由斯图加特大学空间系统研究所和学生组织 KSat eV 合作开发和运营。本文概述了 IRAS 项目中这些活动领域的概念、成就和当前发展。
仿生和假肢
摘要：Bionics是一个跨学科领域，结合了生物学和工程，以创建模仿或增强生物体功能的系统或设备。它涉及人造身体部位，假肢，植入物和其他可以恢复或增强由于受伤，疾病或先天性状况而丧失的身体能力的设备的设计和开发。在本文中，我们关注了当前的生物学研究主题，并讨论了牙科和修复学中生物学的潜力。I.引言对于及时恢复具有牙齿修复体的生理能力至关重要，因为牙齿缺陷和缺失会导致咀嚼功能障碍，营养摄入困难，颞下颌关节疾病，甚至心血管疾病。仿生学和假肢是相关的医学专业，重点是替代失去的生物学功能。被称为生物学的医学领域着重于改善或机械替代器官和其他身体部位的生理功能。仿生设备是假肢中使用的计算机或微处理器控制的零件，比上述纯机械替代方案在功能，安全性和移动性方面具有优势。Bionics是一个跨学科领域，结合了生物学和工程，以创建模仿或增强生物体功能的系统或设备。它涉及人造身体部位，假肢，植入物和其他可以恢复或增强由于受伤，疾病或先天性状况而丧失的身体能力的设备的设计和开发。1,7Bionics从自然世界中汲取灵感，经常模仿生物系统的结构和功能，以创建创新的技术解决方案。该领域已导致医疗技术，机器人技术和人类增强的重大进步，为改善生活质量和推动人类能力的界限提供了新的可能性。
主题投资：到月球（镜头）！ - 未来的技术底漆
Moonshot描述里程碑6G下一代电信网络比5G更快，其下载速度更快，下载速度2028：数据量达到5G网络的容量BCI BCI与计算机连接到人类的人类认知 /思想2021：2021：在进步的情感AI越来越多地捕获人类的人类中的人类越来越多的人类的人类试验，并回应人类的情感2020： pervasive in everyday life Synthetic Biology Harnessing nature by redesigning organisms through genetic engineering to have new applications 2030: most people will have eaten, worn, or used synbio Immortality Breakthroughs in health/ biotech, anti-ageing drugs for radical life extension that ‘disrupts death' 2029: humans could become ‘immortal' and live forever Bionic Humans Technology that augments physical human capabilities e.g.exoskeletons, biohacking, implants 2021: world's first artificial cornea implanted eVTOL Electrical vertical take-off and landing vehicles that provides alternative mobility to road transport 2023: three eVTOL certified for commercial launch Wireless Electricity The use of magnetic fields or radio waves to transmit electricity wirelessly without cables 2025: 10 connected devices per person that needs charging Holograms Light imagery projections without headsets for digital interactions not requiring physical presence 2021: world's first hologram dining experience Metaverse Virtual worlds universe that interoperate with each other superseding the internet/physical world 2030s: spending more time in virtual world than real world Nextgen Batteries Next EV technologies after lithium-ion batteries such as solid state, sodium ion, vanadium flow etc 2020: one million mile battery pack breakthrough Oceantech Blue Economy where technology is deployed in the sea (ocean energy, precision fishing etc) 2030: global ocean economy equivalent to 2010 German GDP Green Mining Climate change is metals intensive requiring sustainable mining (sea, agro, wastewater, asteroid) 2024: commercial deep-sea mining set to start CCS Negative emissions technologies that captures and stores CO2 before release into the atmosphere 2040/50: $1 trillion in cumulative capex对CCS的投资
ScienceDirect
机器学习技术在钢铁行业的应用并不新鲜，它被广泛用于预测（Ordieres-Mer'e 等人，2010 年）和聚类目的（Gonz'alez-Marcos 等人，2014 年）。随着深度学习等机器学习技术的出现，科学家、研究人员和工程师为设计具有视觉敏锐度仿生特征的人工视觉系统（Caves 等人，2018 年；Park 等人，2020 年）和精确的视觉运动检测（Fu 等人，2019b 年；Zhao 等人，2020 年）做出了巨大努力。深度神经网络在执行人工视觉方面取得成功的主要原因之一是它们能够发现具有网格状拓扑的数据的统计特性，例如：平移不变性、组合性和局部聚类（Simoncelli 和 Olshausen，2001 年）。卷积网络利用这一数学特性，擅长从平移不变的网格状数据集中提取相关信息。组合性来自数据集的多分辨率，例如彩色像素的 RGB 通道，而局部聚类是由于网格状数据集呈现相似的局部特征而实现的（Chollet，2018 年）。事实上，有些应用以质量为主要目标（Ordieres-Mer´e 等人，2013 年）。深度学习也作为工业质量分类的工具被应用（Villalba-Diez 等人，2019 年；Schmidt 等人，2020 年），其中包括钢铁质量分类（Fu 等人，2019b、a；Hao 等人，2021 年；Psuj，2018 年；Zheng 等人，2021 年）。
研究主题“内存传感与计算：新材料和设备迎接新挑战”的社论
随着人工智能 (AI) 和物联网 (IoT) 的融合重新定义了行业、商业和经济的运作方式，对边缘节能和高性能计算的需求呈指数级增长。神经形态计算是一种新兴的计算范式，受到生物大脑的低功耗和并行处理能力的启发，克服了传统计算机架构的许多限制。最重要的是，通过在内存中执行计算，神经形态计算克服了冯·诺依曼瓶颈，从而提高了计算能力，同时节省了更多的面积和功耗。虽然已经开发出几种具有出色能效的独立神经形态芯片来运行特定的人工智能算法，但这种数字系统在与边缘传感器连接时仍然会受到影响。这是因为传感输入是非结构化的、非规范化的和碎片化的，这会给具有分离的传感和处理单元的数字系统带来巨大的能源、时间和布线开销。这就需要融合传感、内存和处理功能的内存传感技术，以充分发挥生物电子学和机器人学中使用的高度复杂的传感器和执行器系统的潜力。尽管内存传感和计算的概念还处于起步阶段，但它已经在电子皮肤和仿生眼等专业领域取得了重大进展。然而，这些主要是软件实现，与之相辅相成的硬件挑战尚未得到解决。要充分利用仿生边缘处理能力，仍存在硬件层面（材料和设备）的基本挑战需要解决。因此，“内存传感和计算：新材料和设备迎接新挑战”于去年启动，引发了对最新发展和观点的讨论。来自微电子、材料和计算机科学等多学科背景和不同地区的研究人员已经发表了与此相关的意见和/或原创作品