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BRAINGATE 技术：辅助...
摘要：创新的神经假体技术 Brain Gate 旨在让瘫痪或其他运动障碍患者能够用自己的思想操作设备。该技术通过利用一个微型植入式传感器记录大脑中的神经活动并将其转换为电信号，可用于控制外部设备，如计算机、机械臂甚至通讯设备。瘫痪和其他运动障碍患者希望这项技术能够帮助他们重新掌控自己的生活，该技术已在动物模型上成功测试，并在人体临床试验中显示出良好的效果。借助 Brain Gate 技术，辅助技术领域可能会发生一场革命，让有障碍的人能够以以前无法想象的方式与外界互动。麻省总医院和布朗大学的一组科学家发明了 Brain Gate 技术。该系统由一个微型传感器组成，该传感器被插入大脑中调节运动的部分，即运动皮层。该传感器能够识别大脑运动神经元产生的电脉冲，并将这些信号转换为可用于操作外部设备的指令。
基于人类运动监测的仿生平行静脉结构的柔性应变传感器
摘要：近年来，应变传感器已渗透到各个领域。传感器将物理信号转换为电信号的能力在医疗保健中非常重要。但是，获得具有高灵敏度，较大工作范围和低成本的传感器仍然具有挑战性。在此Pa -per中是由双层导电网络制成的可拉伸应变传感器，包括仿生多层石墨烯 - ECOFLEX（MLG- eCoflex）底物和多层石墨烯 - 碳纳米管（MLG -CNT）复合材料上层材料。两层的联合作用导致了良好的性能，其工作范围高达580％，高灵敏度（GF因子（GF MAX）为1517.94）。此外，使用仿生静脉样结构进一步设计了压力传感器，并具有MLG -ECOFLEX/MLG -CNT/MLG -ECOFLEX的多层堆叠，以沿厚度方向获得相对较高的变形。该设备具有高传感性能（灵敏度为0.344 kPa -1），能够监测人体的小运动，例如发声和手势。传感器的良好性能以及简单的Fabri构造程序（翻转）使其具有某些应用的潜在用途，例如人类健康监测和其他人类相互作用的其他领域。
非人类灵长类动物的实时脑机接口利用浅前馈神经网络解码器实现高速假肢手指运动
尽管用于恢复运动功能的脑机接口技术发展迅速，人们对此也产生了浓厚的兴趣，但假手指和假肢的性能仍无法模仿自然功能。将脑信号转换为假肢控制信号的算法是实现快速逼真的手指运动的限制因素之一。为了实现更逼真的手指运动，我们开发了一个浅层前馈神经网络来解码两只成年雄性恒河猴的实时双自由度手指运动。使用两步训练方法，引入重新校准的反馈意图训练 (ReFIT) 神经网络以进一步提高性能。在对两只动物进行 7 天的测试中，神经网络解码器的手指运动速度更快、更自然，与代表当前标准的 ReFIT 卡尔曼滤波器相比，吞吐量提高了 36%。这里介绍的神经网络解码器展示了优于当前最先进水平的连续运动的实时解码，并可以为使用神经网络开发更自然的脑控假肢提供一个起点。
基于 EOG 的人机界面：2000-2020 年回顾
摘要：基于眼电图 (EOG) 的脑机接口 (BCI) 是一项影响物理医学、日常生活、游戏甚至航空领域的相关技术。基于 EOG 的 BCI 系统记录与用户意图、感知和运动决策相关的活动。它将生物生理信号转换为外部硬件的命令，并通过输出设备执行用户期望的操作。EOG 信号用于通过主动或被动交互识别和分类眼球运动。这两种类型的交互都有可能通过执行用户与环境的通信来控制输出设备。在航空领域，人们正在探索对 EOG-BCI 系统的研究，将其作为替代手动命令的相关工具和致力于加速用户意图的交流工具。本文回顾了过去二十年基于 EOG 的 BCI 研究，并通过大量代表性论文提供了一个结构化的设计空间。我们的目的是介绍现有的基于 EOG 信号的 BCI 系统，并启发新系统的设计。首先，我们重点介绍基于 EOG 的 BCI 研究的基本组成部分，包括 EOG 信号采集、EOG 设备特性、提取的特征、翻译算法和交互命令。其次，我们概述了基于 EOG 的 BCI 在现实和虚拟环境中的应用以及航空应用。最后我们进行了总结
针对氧化还原系统的衰老中心血管再生
摘要 - 基于低功率事件的模拟前端（AFE）是建立用于边缘计算的有效端到端神经形态处理系统所需的关键组件。尽管已经开发了几种神经形态芯片来实现尖峰神经网络（SNN）并解决了广泛的感官处理任务，但只有少数通用的模拟前端设备可用于将模拟感官信号转换为尖峰并与神经型处理器相连。在这项工作中，我们提出了一种新颖的，高度可配置的模拟前端芯片，称为“ spaic”（用于模拟AI计算的信号到尖峰转换器），可提供通用双模式模式模拟信号对尖峰编码，并具有Delta调制和脉冲频率调制，并具有可调节频带。ASIC以180 nm的过程设计。它支持并编码各种信号，这些信号涵盖了4个数量级的频率，并提供了与现有神经形态处理器兼容的基于事件的输出。我们验证了ASIC的功能，并提出了表征芯片基本构件的初始硅测量结果。索引术语 - 神经形态，模拟前端（AFE），编码器，尖峰神经网络（SNN）
基于战场动力学的作战设计与应用
面向服务架构SOA，本地服务物理海陆空交通网络均基于能源网格+服务+平台而开发，远程服务采用模块化的Web服务应用程序接口，ITSM管理多种传感器的大数据存储，实现数据压缩、采集和监控，并在必要时发出警报，完成服务对象的处理和配置管理对于此服务接入分布式企业服务总线（ESB），在网络层交换机上进行拓扑发现，具有所辖子网的拓扑关系，并及时显示各种网络拓扑结构引入服务管理。对于此服务接入分布式企业服务总线（ESB），在网络层交换机上进行拓扑发现，具有所辖子网的拓扑关系，并及时显示各种网络拓扑结构引入服务管理。不同服务对象的接口考虑了用电设备的时变特性，系统提供了各个用户对无线资源的使用情况，并从时间域的角度分析对OFDM符号的时间延长，将大数据信号转换为并行数据流。从频域角度看，就是利用频率选择性信道组成一组并行的信道接口，为优先提交应用的用户接口分配动态资源。
基于 AlScN 压电微机械超声波换能器的无线功率传输能量收集装置
摘要：超声波无线能量传输技术（UWPT）是植入式医疗设备（IMD）供电的关键技术。近年来，氮化铝（AlN）由于其生物相容性和与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术的兼容性而备受关注。同时，钪掺杂氮化铝（Al 90.4％Sc 9.6％N）的集成是解决AlN材料在接收和传输能力方面的灵敏度限制的有效解决方案。本研究重点开发基于AlScN压电微机电换能器（PMUT）的微型化UWPT接收器装置。所提出的接收器具有2.8×2.8 mm 2的PMUT阵列，由13×13个方形元件组成。采用声学匹配凝胶，解决液体环境下声阻抗不匹配问题。在去离子水中的实验评估表明，电能传输效率（PTE）高达2.33%。后端信号处理电路包括倍压整流、储能、稳压转换部分，可有效将产生的交流信号转换为稳定的3.3V直流电压输出，成功点亮商用LED。这项研究扩展了无线充电应用的范围，为未来实现将所有系统组件集成到单个芯片中，进一步实现设备小型化铺平了道路。
连接思想与机器：脑机接口在神经学和神经外科应用中的最新进展
脑机接口 (BCI) 是神经病学和神经外科领域的一项重大技术进步，标志着自 1924 年脑电图问世以来的重大飞跃。这些接口有效地将中枢神经系统信号转换为外部设备的命令，为因中风、脊髓损伤和神经退行性疾病等多种神经系统疾病而导致严重沟通和运动障碍的患者带来革命性的好处。BCI 使这些人能够与周围环境进行交流和互动，利用他们的脑信号操作接口进行交流和环境控制。这项技术对于那些完全被困在里面的人来说尤其重要，在其他方法无法满足需求的情况下，它提供了一条沟通生命线。BCI 的优势是显而易见的，它为严重残疾患者提供了自主权并提高了生活质量。它们允许与各种设备和假肢直接互动，绕过受损或无功能的神经通路。然而，挑战依然存在，包括准确解读脑信号的复杂性、需要单独校准以及确保可靠的长期使用。此外，还需要考虑自主权、同意权以及对技术的依赖性等伦理问题。尽管存在这些挑战，BCI 仍代表着神经技术的革命性发展，有望改善患者的治疗效果并加深对脑机接口的理解。
高效的突触仿真和超低功耗数字...
高效的硬件-细胞通信对于理解细胞状态和控制细胞至关重要，是推进下一代人机界面的关键途径。在这里，我们提出了一种基于天然纤维素的节能神经装置，解决了传统接口通信硬件的局限性，特别是在材料生物相容性和生物信号匹配方面。基于纤维素的装置有效地模拟了生物突触连接的可塑性，并在低至 10 mV 的连续脉冲刺激下表现出学习行为。值得注意的是，它表现出卓越的数模转换性能，最低功耗为 0.1 nJ，有助于实现高效的界面生物信号匹配。此外，引入了一个分子级模型来阐明电刺激引起的纤维素分子内极性键的旋转。这种旋转改变了材料的相对介电常数，揭示了数模转换能力和类似神经的行为。此外，透明纤维素薄膜既可作为介电层，又可作为机械支撑，使设备能够在各种曲率下保持功能稳定性。这项研究中，基于纤维素的灵活且生物相容性的神经装置不仅可以有效地模拟突触，而且由于其低功耗信号转换，有望在脑机接口应用中实现有效的生物信号匹配。
最近开发用于生理信号检测和机器学习辅助心血管疾病诊断的压电生物传感器
由于早期诊断和及时的医疗干预措施，可以防止大量心血管相关的死亡率，因此对实时和长期检测技术的需求很高。然而，当前的实时监控设备，例如具有硬连线和刚性接口的Holter监视器，不适合长期检测，因为它们不轻，紧凑且舒适。此外，使用当前监视设备的测量数据的准确性在很大程度上受到日常身体运动的影响，因此只能在静态状态下实现，从而限制了其实际应用。为了解决上述问题，将生理信号转换为电信号的良好/可穿戴和敏感的身体脉冲传感器的发展对于进行实时和连续的健康监测以获得长期和准确的脉冲波形至关重要。现在在重症监护中最常见和广泛应用的技术是侵入性动脉导管，它可以提供精确的连续体脉冲和血压监测。但是，在监测过程中，不适和潜在感染的风险以及数据的准确性增加。在这方面，近几十年来，非侵入性的无创/可穿戴健康观念方法受到了极大的关注。5 - 10作为非侵入性的仅接触人皮肤，感染率大大降低，从而使其安全且广泛适用于日常使用的设备。几种类型的