【AI+军事】附论文+PPT《修复、增强和智能系统交汇的脑机接口创新》

摘要

脑机接口（BCI）的研究和开发（R&D）通常按应用进行划分：一些实验室和研究侧重于BCI对临床人群的功能恢复，而另外一些实验室和研究往往侧重于BCI研发以提高健康人的表现。在本文中，我们将探讨并概述BCI创新如何处于这两个研发目标的交叉点，以及智能系统研发为什么对两者都至关重要。这一观点是在BCI研发的六个主要发展方向背景下提出的，这些特征包括：侵入性（侵入性与非侵入性神经接口）、有意控制（主动与被动BCI）、拟人（拟人与非拟人感知和控制）、复用、包含周边措施（非神经信号）以及与智能系统的整合。

关键词：脑机接口（BCI）、脑机接口（BMI）、神经科学、情感计算、精神状态监测、人类强化、人机互动、人工智能

目标

脑机接口(BCI)通过神经系统和计算机之间的直接、实时连接，绕过了我们与环境和技术互动的自然途径。BCI研究在临床环境中蓬勃发展:当事故或疾病导致严重损害时，现在可以通过BCI部分恢复功能。在过去的十年中，另一个重要的BCI研究和开发(R&D)重点关注健康用户，其目标是使用神经接口来增强或放大感知、控制和精神状态监测的自然模式。

修复和强化这两类BCI的研发通常是分开考虑、执行和报告的。尽管在我们自己的机构中，大多数研究项目仍然只专注于临床用户受损功能的恢复或未受损用户的增强，但我们建议，需要一种更综合的方法来实现BCI的恢复和增强目标。特别是在混合现实(XR)和人工智能(AI)等重要的使能技术的背景下。我们沿着修复和增强BCI研发的六个主要发展这一观点:侵入性(侵入性vs.非侵入性神经接口)、有意控制(主动vs.被动BCI)、拟人性(拟人vs.非拟人的感知和控制)、多路传输(仅使用BCI vs.并发的自然和脑机接口)、包括外围措施(即非神经信号)、以及与智能系统的集成。

从医疗卫生到国家安全，BCI已经被认为是一种与政府应用日益相关的新兴技术[1-3]。近年来，政府和行业对BCI的投资达到了前所未有的水平。在此，我们介绍了最近的成果、演示和新出现的用例，说明了恢复和增强的共同和独特挑战，以及在政府和行业比以往任何时候都更注重为高影响的临床、操作和商业用例铺平道路时，与智能系统整合的核心作用。