2024暑期iHUB·深圳：EE電子工程 腦機(jī)接口專題: 基于電子信息與人工智能技術(shù)的BCI系統(tǒng)開發(fā)及其應(yīng)用綜合研究【大學(xué)組】

專業(yè)：人工智能,工程

項(xiàng)目類型：海外導(dǎo)師線下項(xiàng)目

開始時(shí)間：2024年07月20日

是否可加論文：是

項(xiàng)目周期：1周在線科研+14天面授科研+5周在線論文指導(dǎo)

語言：英文

有無剩余名額：余3位

建議學(xué)生年級(jí)：大學(xué)生

是否必需面試：否

適合專業(yè)：電子與計(jì)算機(jī)科學(xué)電子工程電子電氣工程計(jì)算機(jī)工程人工智能生物醫(yī)學(xué)生命科學(xué)

地點(diǎn)：深圳國際預(yù)科書院

建議選修：Matlab：從入門到實(shí)戰(zhàn)

建議具備的基礎(chǔ)：電子計(jì)算機(jī)工程、生命科學(xué)、人工智能、軟件工程等專業(yè)或者希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生； 需要具備大學(xué)微積分及Matlab編程基礎(chǔ)；

產(chǎn)出：1周在線科研+14天面授科研+5周在線論文指導(dǎo) 項(xiàng)目報(bào)告 優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國際會(huì)議全文投遞與發(fā)表指導(dǎo)（可用于申請(qǐng)） 結(jié)業(yè)證書 成績單

項(xiàng)目背景：腦機(jī)接口（BMI，Brain-Machine Interface）是一種前沿科技，它允許大腦與外部設(shè)備或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行直接通信。這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了神經(jīng)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，通過解碼大腦活動(dòng)產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制或接收來自外部設(shè)備的信息。近年來，隨著科技的飛速進(jìn)步，腦機(jī)接口技術(shù)也取得了顯著的突破和發(fā)展。 在腦機(jī)接口的發(fā)展歷程中，早期的研究主要集中在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上，如猴子通過腦電信號(hào)控制機(jī)械臂抓取食物等。隨著技術(shù)的不斷成熟，人類也開始嘗試?yán)媚X機(jī)接口實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的功能，如通過意念控制假肢、實(shí)現(xiàn)視覺或聽覺的替代等。此外，腦機(jī)接口還在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，如幫助癲癇患者定位病灶、輔助帕金森病患者的治療等。 目前，腦機(jī)接口技術(shù)正朝著更高精度、更低延遲、更易于使用的方向發(fā)展。隨著神經(jīng)解碼技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們已經(jīng)能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別大腦中的神經(jīng)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)更精確的控制。同時(shí)，隨著硬件設(shè)備的不斷升級(jí)，腦機(jī)接口的延遲也在逐漸降低，使得用戶能夠更流暢地與外部設(shè)備互動(dòng)。此外，研究者們還在努力探索如何將腦機(jī)接口技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，如虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等，以創(chuàng)造出更加豐富多樣的應(yīng)用場景。

項(xiàng)目介紹：學(xué)生將通過本項(xiàng)目學(xué)習(xí)前沿的腦機(jī)接口技術(shù)及其具體應(yīng)用案例，以及人工智能為生命科學(xué)賦予的機(jī)會(huì)與限制，具體內(nèi)容包括神經(jīng)工程和腦機(jī)接口、膜生物物理學(xué)、動(dòng)作電位傳導(dǎo)、神經(jīng)信號(hào)記錄和刺激、神經(jīng)修復(fù)、數(shù)據(jù)分析與管理等。在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)提交項(xiàng)目報(bào)告，進(jìn)行成果展示。Through this project, students will learn cutting-edge brain-computer interface technologies and specific application cases, as well as the opportunities and limitations that artificial intelligence provides for life sciences, including neural engineering and brain-computer interface, membrane biophysics, action potential conduction, neural signal recording and stimulation, neural repair, data analysis and management, etc. Submit a project report at the end of the project and present the results.

項(xiàng)目大綱：神經(jīng)工程和腦機(jī)接口：腦研究、腦結(jié)構(gòu)、腦機(jī)接口、應(yīng)用Introduction to neuroengineering and brain-machine interfaces (BCIs). Progress in brain research, brain structures, brain-computer interfaces, applications. 膜生物物理學(xué): 膜電位、神經(jīng)元細(xì)胞動(dòng)力學(xué)、霍奇金-赫胥黎模型，膜生物物理學(xué)、神經(jīng)元的電化學(xué)模型和動(dòng)態(tài)行為（動(dòng)作電位）Membrane biophysics. Membrane potential, neuronal cell dynamics, Hodgkin-Huxley model; explain membrane biophysics and electrochemical model of a neuron and its dynamic behavior (action potentials). 動(dòng)作電位傳導(dǎo)：電極/溶液界面、電極陣列、臨床實(shí)例，離子流和電流、膜電位、動(dòng)作電位Action potential propagation. Electrode-solution interface, electrode arrays, clinical examples; learn ionic flow and current, membrane potential, origin of action potential. 神經(jīng)信號(hào)記錄和刺激：神經(jīng)信號(hào)刺激，神經(jīng)信號(hào)記錄，閉環(huán)神經(jīng)調(diào)節(jié)；細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外刺激，強(qiáng)度-時(shí)間曲線，神經(jīng)信號(hào)處理Neural recording and stimulation. Neural stimulation, neural recording, closed-loop neuromodulation; intracellular and extracellular stimulation, strength-duration curve, signal processing. 神經(jīng)修復(fù)、數(shù)據(jù)分析與管理：心臟起搏器、人工耳蝸、腦深部刺激、脊髓刺激，數(shù)據(jù)分析，社會(huì)影響，神經(jīng)治療技術(shù)，未來應(yīng)用Neural prostheses, data analytics, regulatory. Cardiac pacemaker, cochlear implants, deep-brain stimulation, spinal cord stimulation; data analytics; social implications; explain therapeutic neurotechnology, develop outlook into future applications. 項(xiàng)目回顧與成果展示Program Review and Presentation 論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring