Brain-Computer Interfaces: An International Assessment of Research and Development Trends

تحقیق رابط مغز و رایانه (BCI) با ایجاد مسیرهای ارتباطی بین مغز و دستگاه‌های خارجی در جایی که چنین مسیرهایی وجود ندارد، سروکار دارد. در سرتاسر جهان، چنین تحقیقاتی به طور شگفت انگیزی گسترده و در حال گسترش است. تحقیقات BCI به سرعت در حال نزدیک شدن به سطحی از اقدامات پزشکی نسل اول برای استفاده توسط افرادی است که مسیرهای عصبی آنها آسیب دیده است و استفاده از فناوری های BCI در عرصه های غیرپزشکی تجارت نیز به سرعت در حال افزایش است، به ویژه در صنایع بازی، خودرو و رباتیک. فناوری‌های مورد استفاده برای اهداف BCI در بسیاری از عرصه‌های مرتبط به هم، از جمله پردازش سیگنال، مهندسی بافت عصبی، مدل‌سازی چند مقیاسی، یکپارچه‌سازی سیستم‌ها و روباتیک، پیشرفته، توانمند و هم افزایی هستند.

این مطالعه WTEC اطلاعاتی را در سراسر جهان جمع‌آوری کرد. وضعیت و روند در تحقیقات BCI برای انتشار به تصمیم گیرندگان دولتی و جامعه تحقیقاتی. این مطالعه به بررسی و ارزیابی وضعیت هنر در فناوری حسگر، رابط زیستی-غیرزیستی و زیست سازگاری، تحلیل و مدل‌سازی داده‌ها، پیاده‌سازی سخت‌افزار، مهندسی سیستم‌ها، تحریک الکتریکی عملکردی، سیستم‌های ارتباطی غیرتهاجمی، و پروتزهای عصبی شناختی و عاطفی در تحقیقات دانشگاهی و صنعت. این مطالعه همچنین کانون‌ها، محدوده و سطوح سرمایه‌گذاری متفاوت برنامه‌های تحقیقاتی BCI در ایالات متحده، کانادا، چین، اروپا و ژاپن را مقایسه کرد.

Brain-computer interface (BCI) research deals with establishing communication pathways between the brain and external devices where such pathways do not otherwise exist. Throughout the world, such research is surprisingly extensive and expanding. BCI research is rapidly approaching a level of first-generation medical practice for use by individuals whose neural pathways are damaged, and use of BCI technologies is accelerating rapidly in nonmedical arenas of commerce as well, particularly in the gaming, automotive, and robotics industries. The technologies used for BCI purposes are cutting-edge, enabling, and synergistic in many interrelated arenas, including signal processing, neural tissue engineering, multiscale modeling, systems integration, and robotics.

This WTEC study gathered information on worldwide status and trends in BCI research to disseminate to government decisionmakers and the research community. The study reviewed and assessed the state of the art in sensor technology, the biotic-abiotic interface and biocompatibility, data analysis and modeling, hardware implementation, systems engineering, functional electrical stimulation, noninvasive communication systems, and cognitive and emotional neuroprostheses in academic research and industry. The study also compared the distinctly different foci, range, and investment levels of BCI research programs in the United States, Canada, China, Europe, and Japan.