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    中国电子技术标准化研究院:脑机接口标准化白皮书(2021版).docx

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    中国电子技术标准化研究院:脑机接口标准化白皮书(2021版).docx

    脑机接口标准化白皮书(2021版)Brain-ComputerInterfaceStandardizationWhitePaper(2021)中国电子技术标准化研究院等竭制脑机接口标准化白皮书(2021版)中国电子技术标准化研究院二。二一年六月r.Ao前S脑科学以阐明脑的工作原理为目标,近年米已成为最重要的科学前沿领域之一。当前,全球脑机接口技术发展已进入第三阶段“技术和产业爆发期”。欧盟、美国、日本耗费大量人力、物力、财力开展脑机接口技术研究与应用,FaCebOok、谷歌、微软、Neuni1.ink等科技巨头公司在非侵入式“脑机语音文本界面”技术、人脑记忆功能、神经假体等脑机接口细分领域投入超3亿美元,美国国防部高级研究计划局开展以控制神经元增强士兵认知和决策能力为目的下一代无外科手术神经技术项目。目前,脑机接口在军事上的应用已占全球脑机接口总应用的25%。世界主要科技大国口手术,开启国内侵入式接口的市场,然而,由于需要手术将电极植入脑部,且手术难度较大,管理严格,难以在短时间内直接进入市场。在脑机接口技术迅猛发展的同时,脑机接口领域的数据、脑信号解码算法、信号采集设备等方面的标准需求更显急迫。目前,国内脑机接口从基本数据到系统平台尚无统标准,使得脑机接口的研究过程十分复杂,给技术本身发展和技术产业化带来阻碍。如今,标准已成为国家提升国际竞争力的核心要素之一,脑机接口标准不仅对混合智能的发展变革产生重要影响,更关系到国家软实力的提升。因此,我国必须加快制定脑机接口标准,在国际标准化领域实现引领,同时推动国内产业发展。本白皮书阐述了脑机接口技术的基本概念、分类、相关理论与技术和全球产业情况,梳理了国际相关标准化组织,并详细阐述了我国自2013年以来布脑机交互领域的标准化工作。根据标准化工作基础,尝试分析标准化需求,建立基于标准需求的标准框架,分析目前在脑机接口领域开展标准化工作而临的问题与挑战,提出对策建议,以期在"十四五'期间进一步推动脑机接口标准化工作、支撑类脑智能产业又好又快发展。脑机接口标准化工作还需要结合产业实践不断完善,希望通过本白皮书的发布能够使更多的研究机构、企业、专家了解我们的研究成果。我们诚挚欢迎任何单位和个人对本白皮书的内容提出宝贵意见,共同参与到标准化工作中。联系单位:中国电子技术标准化研究院通信地址:北京市东城区安定门东大街1号联系人:蔺芳联系电话:010-64102851电子邮件:1.infang版权声明本臼皮书版权属于中国电子技术标准化研究院。使用说明:未经中国电子技术标准化研究院事先的书面授权,不得以任何方式复制、抄袭、影印、翻译本文档的任何部分。凡转载或引用本文的观点、数据,请注明“来源:中国电子技术标准化研究院指导单位工业和信息化部科技司国家标准化管理委员会编制单位(排名不分先后)中国电子技术标准化研究院浙江大学华南理工大学电子科技大学中国医学科学院生物医学工程研究所腾讯医疗健康(深圳)有限公司腾讯云计算(北京)有限责任公司科大讯飞股份有限公司浙江强脑科技有限公司中国科学院自动化研究所编写组(排名不分先后)范科峰董建余云涛蔺芳潘纲王跃明徐建蒲江波李远清潘家辉尧德中秦云钱天翼李建意黄超马万钟BruccPeop1.es李婷曾毅目录一、脑机接口技术I(一)基本概念11.技术实现原理22.技术系统组成5(三)BCI类型8(四)相关的理论和技术12二、脑机接口产业情况19三、标准化工作32(一)国际相关组织工作321.IEEE322.ISO323.1EC394.IS0/IECJTC1485.ITU66(二)我国开展的标准化工作77(三)标准化需求分析80(四)标准化工作挑战841.基于技术的工作挑战842.基于伦理的工作挑战89四、工作建议97一、脑机接口技术(一)基本概念脑机接口(Brain-CornPUterIntertce,BC1.或Brain-MaChineInIerface,BMD通常是指不依赖常规的脊髓或外围神经肌肉组织系统,在脑与外部环境之间建立一种新型的信息交流与控制通道,以便实现脑与外部设备之间的直接交互。此外,脑机接口还涉及双向交互,其中包括来自计算机或环境的反馈,可通过神经调制技术来影响大脑活动。目前,为了将大脑活动可以转化为用户的选自主择,脑电信号被广泛地应用于脑机接口中。这种信号可以记录和测量头皮或头皮下的脑电图(EEG)活动,或基于植入式电极的单个神经元细胞活动,其中自发活动和诱发电位科被用来激活操作指令。目前,在多种BCI协议,包括运动想象(MI)、P300、稳态视觉诱发电位(SSVEP),都是利用被试者的感官信息(听觉、视觉、体感等)来控制外部设备。在用户端,BCI的设计目标是为了让可能患有中风或其他神经系统疾病的受试者实现与其他人交流或操作计算机、神经假肢等。此外,随着BCI的发展,残疾人或老年群体的生活质量也将得到显著改善。(二)BCI系统1 .技术实现原理BCI技术原理如图1所示。首先,通过数据采集设备采集大脑中枢神经系统的神经信号;然后,将记录的数据通过放大、源波、模数(A/D)转换等方式转换为计算机可识别的数字信号;随后,利用神经信号处理器对记录的信号进行预处理,提取特征,再将特征转化为人工输出以达到替换、恢复、增强、补充等功能,或改善中枢神经系统的自然输出,从而改变中枢神经系统与其外部或内部环境之间持续的相互作用。典型的BCI系统主要包括四个部分:信号采集、信号处理、设备控制和反馈环节。其中,信号处理部分包括预处理、特征提取和特征分类。此外,神经活动包括持续发生在中枢神经系统的电生理、神经化学和代谢现象(如神经元动作电位、突触甩位、神经递质释放、耗氧)。这些现象可以通过监测在头皮上、大脑表面或大脑内的电场或磁场,血红蛋白氧合,以及其他传感器获得的参数。图1:脑机接口(BCI)接口的基本原理和操作(JonathanR.Wo1.pawandE1.izabethWinterWo1.paw,Brain-ComputerInterfaces:Princip1.esandPractice,OxfordUniversityPres.2012)2 .技术系统组成一个完整的Be1.系统通常包含四个部分:(1)信号采集;(2)信号处理;(3)计算机或其他设备:(4)反馈环节。(1)信号采集信号采集是脑机接口系统的第个组成部分,用来感知和测量大脑信号。该组件主要负货接收和记录神经元活动产生的信号,并将这些信号传递给BC1.系统的下一个组件(处理单元),用于信号改善和噪声衰减。信号采集方法般分为三类:侵入式、半侵入式和非侵入式。BCI的应用和目标用户的类别决定了正确的信号采集方法和被测现象。(2)信号处理Bc1.系统的信号处理阶段包括以卜.两个步骤:第一步是特征提取,提取用于用户意图编码的信号特征。为了获得有效的BCI操作,从电生理信号中提取的特征要与用户的意图有很强的相关性,而且可以是时域特征、频域特征或者两者兼有。目前,脑机接口系统中最常使用的信号特征包括事件诱发电位(如P300)的振幅或潜伏期、频域功率谱(如感知运动节律)或单个皮质神经元的发放率。第二步是转换算法,将提取的信号特征转换为通信指令。大脑的生理特征或参数被转换成指令,从而给出输出,如字母选择、光标移动、机器人手臂的控制、病人的意愿或其他辅助设备的操作。为了适应信号特征的不断变化,转换算法必须是动态模式的,从而确保用户的特定信号特征能覆盖设备通信的全部范围。<3)通信设备BCI系统的另个重要组成部分是包括控制设备在内的通信设备。这是BCI系统的输出阶段,主要功能是从信号处理阶段接收信息,然后将信息发送给外部设备,以便于实现用户意图。最常用的设备是计兜机,比如可通过选择字母来操作计算机上的拼写程序,并在计算机屏幕上移动光标。这可能只用于报告被动式脑机接口的大脑状态。其他常用的交互设备包括人工耳蜗、智能眼镜、轮椅、机械臂、神经义肢或其他辅助设备。在日常生活中,设备还包括智能家居、智能机器人、实时翻译、虚拟现实设备、游戏设备等。(4)反馈具有神经反馈的闭环控制有助于受试者自我调节特定的脑节律。成功的BC1.操作依赖于两个自适应控制器的交互:用户产生特定的大脑信号并给出编码后的神经信号,而BCI则将这些信号进行解码、转换和输出,从而完成用户意图。为了取代传统的神经肌肉输出通道,脑机接口必须具有自适应闭环控制系统的功能,能够向用户提供反馈并微调大脑活动,从而优化输出结果。(三)BCI类型BCI/BMI试图在大脑和外部设备之间建立直接的功能接口。这是最激动人心的新技术之一,可以直接影响到信息工程、计算机工程、生物工程、运动康复和神经科学等多个学科领域。此外,BCI/BMI研究的进展还将促进信息科学、认知科学、材料科学和生命科学的发展,并带来很多BCI潜在应用,包括运动或感觉功能重建、生物机器人、智能外围控制接口等。根据神经信号的时空尺度不同(如图2所示),BCI的类型可分为侵入式和非侵入式。前者使用脑电图、功能磁共振成像和脑磁图等信号,而后者处理局域场电位(1.FPS)和脉冲。此外,颅内大脑信号也包含丰富信息,可用于实现对外部设备更精确的控制。因此,还有一种特殊BCI类型叫做半侵入式BC1.根据维基百科(WikiPedia)上的介绍,BCI的三种类型可以概括如下。图2:神经信号的时空尺度侵入式BC1.研究的目标是修复受损的视力,为瘫痪者提供新的功能。在神经外科手术中,侵入式BC1.被直接植入到大脑灰质中,这样可以获得最高质量的神经信号。然而,因为人体身体对大脑中的异物存在着排斥反应,对于侵入式BCI,容易形成瘢痕组织,从而导致信号变得更弱,甚至消失。非侵入式神经成像技术可作为一种脑机接口来用于人体实验中。目前绝大多数已发表的脑机接口工作主要是基于脑电图的非侵入式脑机接口,而且基于脑电图的非侵入性技术和接口已经被用于更广泛的应用。虽然基于脑电图的脑机接口易于佩戴,且不需要手术,但它们的空间分辨率相对较差,且不能有效地利用高频信号,因为颅骨会显著抑制、分散和模糊脑内神经元产生的电磁波。此外,基于脑电图的脑机接口布每次使用前需要较长时间调试,而非基于脑电图的接口或侵入式接口并不需要使用前的调试时间。半侵入式BC1.设备并不是被植入到大脑灰质内,而是放在颅骨之内、脑膜之外的区域。相比非侵入式BCI,它可以获得更好的分辨率信号,因为颅骨骨组织可以偏转和改变信号形状,而且半侵入式BCI在大脑中形成瘢痕组织的风险比完全侵入式BC1.低。(四)相关的理论和技术临床医学:临床医学是BCI研究的主要应用领域,而且BCI可以根据临床医学的具体情况定制应用场景。临床医学可以研究和评估受试者的大脑活动和行为认知,而BC1.辅助临床医学系统能在癫痛、帕金森病、中风康复等有效治疗方面提供巨大潜力。认知神经科学:认知神经科学可以为脑机接口研究提供了理论基础。此外,认知神经科学研究认知过程中获得的心理和计算神经机制,可作为脑机接口范式设计和主体评价的重要指导。数据管理:数据管理技术可为BC1.研究提供标准的数据库解决方案。它涉及用于格式化、共享、存储和发布数据的工具和接口。这些技术有助于为BC1.数据创建一致的术语和格式,以便于促进数据共享。高性能计算:BCI系统需要强大的计算和通信能力来分析大量数据。高性能计算技术,如GPU支持跨多个计算节点的并行处理,可以高效地运行高级的、大规模的应用程序。高性能计完技术的发展可以扩展脑机接口的研究方向,使其具备大规模脑信号分析和实时信号处理的能力。植入电子学:植入电子学的发展促进了BCI系统向更广泛的、可接受的应用方向发展。植入电子技术专注于开发可植入的医疗诊断、治疗和治疗系统,也可以为便携式BCI系统提供侵入性较低的植入设备。机器学习算法:机器学习算法为BC1.研究提供了多种数学工具。机器学习模型,比如深度神经网络,可以自动学习和优化给定特定目标的数据特征。它的出现进一步扩展了BCI研究方向,能够从大规模神经信号中发现更复杂的潜布依赖关系。神经记录:神经记录技术负责从大脑获取神经信号。高密度电子、高时空分辨率和长期稳定记录的神经记录技术可以为脑机接口提供强大的研究工具,用于大规模监测神经活动,并开发准确可靠的长期脑机接口应用。神经信号处理:神经信号处理技术为脑机接口的神经信号分析提供了多种方法。信号处理方法包括神经信号去噪和变换、神经信息编码和解码、特征提取和神经电路动力学。这些技术可以从神经信号中提取有意义的信息,并负贡将大脑信号解释为指令,以驱动BC1.中的外部设备。神经刺激:神经刺激在脑机联中的应用主要是为大脑提供神经反馈。神经刺激技术,如深部脑刺激、光遗传学和经颅磁刺激,是有效的神经调节方法。神经刺激可以直接将反馈信息(如触觉和强度)输入大脑,形成闭环脑机接口系统。软件工程:软件工程技术可以加快BC1.研究、系统实现和应用的步伐。软件工程技术提供集成的工具、平台系统和丰富的软件开发工具包(SDK)O这些技术通过促进BC1.系统和信号分析工具的快速设置,减轻了BCI研究人员的软件开发负担。未来,脑机接口将成为种全新的控制和通信方式,可应用于更广泛的脑机融合领域。这就是所谓的硅基生物和碳基生物的整合,目的是创造超级人类,使人类大脑得到进一步自然延伸。此外,脑机接口的发展还将在脑电机制、脑认知、脑康复、信号处理、模式识别、芯片技术、计算技术等各个领域提出新的要求,以便于人们更好地了解大脑的结构和功能。随着脑机接口技术的不断完善和多学科融合的努力,脑机接口将逐步应用于实际生活中,并造福人类。具体来说,BC1.技术的未来发展趋势如下:侵入式和非侵入式BCI技术的发展将提高老年人和老年患者的生活质量,旨在提供认知、身体支持和康复方面的帮助,如人类的记忆力、注意力持续时间和认知能力都会得到提高。非侵入式BCI的性能将不断提高,脑机融合和脑机混合智能技术将不断发展,从而进一步拓展无创BCI的临床和非临床应用领域,如个人健康监护、教育技术、游戏行业、大脑检测系统等。非侵入式脑机将从简单的运动区域分析向更多的与运动相关的脑区运动信息分析(多脑区联合分析)发展,从运动控制向更多的脑功能控制发展。例如,瘫痪病人或截肢者可以用他们的真实思想控制机器,恢复他们失去的运动和感觉功能;人类大脑活动的特征将被更好地理解,人类的意识也将被潜在地提取出来。可利用视觉和本体感受反馈来实现实时调控与沟通的闭环BCI系统将得到进一步发展。它不仅能与外界环境进行互动,而且还能作为一个生物反馈平台,来提高患者的认知能力,从而提供更好的治疗效果和康复。例如,慢性疼痛、抑郁症、创伤后压力和严重焦虑可以采用非药物的治疗方式。二、脑机接口产业情况(一)市场规模2019年全球脑计算机接口市场规模达11.8亿美元(如表1所示),预计到2027年将达到36.9亿美元,预期年复合增长率为15.5%(2021-2027)O据麦肯锡TheBioRevo1.utionReport研究显示,未来10到20年,脑机接口产业在全球范围内每年直接产生的经济规模可达700-2000亿美元。表12019全球BCI市场及细分方向规模项目估值(百万美元)全球BQ市场1189.76非侵入式BQ1024.85医疗保健领域735.60疾病治疗546.68脑机接口技术赋能传统产业,带动产业增量发展。据2017年硅谷1.iVe对脑机接口未来5年的市场规模数据显示,在医疗健康产业方面,主要应用包括脑机接口设备(EMG/EEG)大脑检测系统、ADHD脑机接口反馈治疗,预计规模分别可达25亿美元、120亿美元、460亿美元;在教育产业方面,可应用于学生记忆力训练以及学科培训等场景,预计规模可达2500亿美元;在游戏产业方面,可通过虚拟结合方式实现思维控制设备及游戏角色,预计规模可达1200亿美元;在智能家居产业方而,可与IoT等技术结合实现用意念控制家用电器等,预计规模可达数10亿美元。脑机接口在军事方面的潜力不可低估。例如,脑机接口技术已被美国军方用于训练士兵的认知和决策能力:美国国防部高级研究计划局(DARPA)对脑机接口研究投入较大,来达到美军更加快速、高效、准确地完成对战场态势的正确认知。表2全球市场分布地区说明北美北美市场包括美国和加拿大,是全球最大的市场。拉美拉美市场包括墨西哥和巴西,呈现显著增长态势。欧洲欧洲市场主要包括英国,德国,法国,意大利和西班牙。亚太亚太市场包括日本、印度和中国,亚太地区是预测增速最快的市场。MEAMEA市场由南非和沙特组成。(二)市场分布全球BQ市场可分为北美、拉美、欧洲、亚太以及中东和非洲(MEA)等几个地区,如表2所示。北美市场在2019年占据全球BC1.市场的最大份额,主要原因包括:1)加拿大和美国属于发达国家,拥有大量高级研究中心、医院、大学、医疗机构以及设备制造商;2)研发投入高,并且在脑设备上进行了大量的临床试验;3)神经退行性疾病(如帕金森症,阿尔茨海默症)的大量增多推动该地区市场增长。另外,亚太地区市场近年来已成为增速最大的地区市场。(三)国内外发展情况首先,全球脑机接口技术发展已进入第三阶段“技术和产业爆发期“。欧盟、美国、日本耗费大量人力、物力、财力开展脑机接口技术研究与应用;Facebook、谷歌、微软、Neura1.ink(马斯克投资)等科技巨头公司在非侵入式“脑机语音文本界面”技术、人脑记忆功能、神经假体等脑机接口细分领域投入超3亿美元;美国DARPA开展以控制神经元增强士兵认知和决策能力为目的下代无外科手术神经技术项目。目前.,脑机接口在军事上的应用已占全球脑机接口总应用的25%。世界主要科技大国在脑机接口领域加速设立技术壁垒,限制脑机接口技术对外出口。比如,美国商务部2018年发布出口管制改革法案,禁止包括脑机接口技术在内的14项技术对我国输出。其次,我国在脑机接口领域已经有定的技术积累。在国家各类科技计划的支持下,我国已形成多支在国际上有影响力的脑科学研究团队,具备在国际上参与竞争的条件。例如,电子科技大学率先开展了无创脑接口的脑电理论与神经影像机制的研窕,推出调控脑状态的脑波音乐系统、脑瘫康复系统和注意功能调控系统等,开辟多个独具特色的新方向:在侵入式脑机接口方面,浙江大学脑机接口团队与浙江大学附属第二医院共同合作在2020年初完成国内首例侵入式接口手术,开启国内侵入式接口的市场。但是,由于需要手术将电极植入脑部,且手术难度较大,管理严格,难以在短时间内直接进入市场。再次,国内已有相关企业开始参与崭露头角。近年来,工信部相继发布倡导和支撑脑机接口产业发展的相关政策规划,如新一代人工智能发展规划、促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年),国内相关企业迎着政策的春风开始崭露头角。例如,四川脑科学与类脑智能研究院布局无创“强脑”脑机接口领域,已孵化多家脑机接口企业利用脑机接口技术进行神经反馈训练实现多动症、神经功能性紊乱、睡眠障碍等神经功能治疗和调节,帮助训练提高孩子的专注力水平;臻泰智能主要提供辅助交互及康复治疗设备,包括辅助行走、康复训练等;脑陆科技作为脑科学与及医学大数据服务提供商,利用人工智能和医学大数据等技术,主要从事脑科学基础以及类脑决策/脑电图像等方向的研究;布朗诺科技是一家脑机接口可穿戴产品研发商,利用脑波反馈等技术从事脑机接口技术的研发和设计。表3列举了国内外典型企业,具体相关信息如表内简介所示。表3国内外典型企业对比国外典型企业平台/公司BCI2(MX)三11三us侵入式#侵入八性质开源软件框架领域商介通用专为BQ研究设计开发的免费通用软件平台,可利用该平台快速建立实时BC1.系统,提供离线数据分析工具。OpenViBE开源软件框架通用用于实时神经科学的软件,可以用于实时采集,过滤,处理,分类和可视化大脑信号,提供离线数据分析工具.MNE-Python开源软件框架式通用用于探索、可视化和分析人类神经生理数症的开源Pjthon库:MEG、EEG、sEEG.ECG,NIRS,OpenBC1.开源软件框架非侵入式通用拥有高度可定制性的开源EEG软件社区平:台,提供开源的软件件解决方案。NeuraIJnk商业公皿软件断康更主要研发将人工智能植入人类大脑皮层的聃机接口技术(侵入式),以提高人类的智能化水平。Kcmc1.商业公利软件侵入式神经义肢通过在人脑中植入设备.解锁人类大脑的潜力,改善人类的认知能力并改善患有退行性疾病的患者记忆,保证用户的大脑进行正常记忆.g.BCIsys-g.1.cc设备供应船软件式通用提供了完整的基于MAT1.AB的研发系统,包括数据采集,实时和离线数据分析.数据分类以及提供神经反馈所需的所有硬件和软件组件国内典型企业平台/公司性质4Ht简介博客康商用公司软件经先康神研及夏主要为神经科学创新研究与临床神经疾病诊断、治疔与康友提供专业、完整的解决方案。BrainCo商用公印软件教育公司产品从教育领域切入,产品为赋思.(Focus)头诉,通过实时检测学生的专注力、进行神经反馈训练卷,提升学生的学习效率。脑陆科技/BCI+大数据脑科学与及医学大数据服务提供商,利用人工智能和医学大数据等技术,主要从事脑科学基础以及类脑决策/脑电图像等方向的研究脑果商用公用软件通讯将使用者头脑中的想法直接转化为文字、命令或数据并传输给其他用户或设备,产品可应用于日常生活、军事,数据分析等领域。BCIRos高校科研垠倒软件康复基于RoS的脑机接口机器人操作系统SSVEP-BETA开源数据平台研究当前最大的SSVEP公开数据集SJTU-SEED开源数据平台研究上海交通大学提供的情感脑电数据集云睿智能防康复额帖式睡眠记录仪健件设制软件腾讯医疗商用公HJ/设备供应加软件S1.ig脑御脑控康复系统华南脑控商用公皿设备供应加软件非侵入式初康曳基丁脑机接口的意识检测/辅助诊断/康复预测/智慈病房三、标准化工作(一)国际相关组织工作1.IEEEIEEE正在医学和生物学工程标准委员会(EMB-SC,也称为EMB/StdsCom)下制定一系列BCI直接相关的标准,其中正在进行的项目包括用于脑机接口统一术语的P2731-Standard,以及P2794-体内神经接口研究报告标准。同行评审期刊和标准BCI数据库上的特殊问题与标准化也一起得到积极推广,如在P2731中提出了P300标准数据库。2.ISOISO/TC37语言和术语ISO/TC37致力于在多语言信息社会中与术语、翻译、口译和其他基于语言活动有关的描述、资源、技术和服务标准化。开发术语和定义并将其翻译成多种语言是BCI标准化的第一步。此外,还需要管理术语和定义开发中使用的工作流程和资源。所有ISOZTC37发布的标准以及正在开发的项目都与BCI标准化工作有关。ISO/TC69统计方法的应用ISO/TC69着重于统计方法应用的标准化,包括数据的生成、收集(规划和设计)、分析、表示和解释。特征选择需要BCI统计方法的标准化,包括用于多通道BC1.矩阵的信号处理的统计方法,以及用于诸如信号适应性等任务的人工智能(AD算法的统计机器学习(M1.)训练。另外,需要用于检测/分析与事件有关的同步(ERS)和与事件有关的不同步(ERD)的标准化统计方法。BC1.标准化中可以使用TC69标准和项目,如验收抽样,测量方法和结果,以及将统计和相关方法应用于新技术和产品开发。其他与BCI有关的ICT标准活动通常采用基于TC69工作的统计方法论,也将受到关注。ISO/TC159人机工程学ISO/TC159专注于人体工程学领域的标准化,特别是通用人体工程学原理,人体测量学和生物力学,人体系统交互作用的人体工程学和物理环境的人体工程学,着眼于人的特征和性能,以及指定、设计和评估的方法产品、系统、服务、环境和设施。由于BC1.实施中人与系统之间存在共生关系,因此已发布的标准和ISO/TC159的当前项目非常重要。TC15()工作的关键领域包括人体工程学、人体测量学和生物力学,人机交互的人体工程学以及物理环境的人体工程学。ISOZTC184自动化系统和集成ISO/TC184专注于自动化系统领域的标准化与其在设计、采购、制造、生产和交付、支持、维护和处置产品以及其相关服务方面的集成工作。该标准化领域包括信息系统,自动化和控制系统以及集成技术。对于BCI,TCI84致力于物理设备控制,并且在交换特征数据和主数据过程中的数据可用于BC1.标准化活动。ISO/TC215健康信息学ISO/TC215专注于卫生信息学领域的标准化,以促进与卫生有关的数据,信息和知识的捕获、交换和使用,进而支持和启用卫生系统。在BCI实施中,传感器数据可以被认为是来自大脑的健康数据。特别值得关注的是,可以将BC1.传感器数据和个人的基因型与环境之间的相互作用进行交叉引用,以提高BC1.模式检测的准确性。ISO/TC232教育和学习服务ISO/TC232专注于教育和学习服务领域的标准化,如管理系统、促进者、评估、术语和道德行为等。由于某些学习、教育和培训领域实际中已经使用了BCI,因此1.ETBC1.或BCI组件的实现可作为某种服务。特别是,TC232在管理系统工作中,利用BCI进行远程学习的服务可能与Be1.标准化工作关联密切。ISO/TC266仿生学ISO/TC266重点关注仿生生物领域的标准化,如仿生生物的方法和技术,仿生生物材料,工艺和产品,仿生生物领域术语的分类,定义和发展,仿生生物的潜力和局限性,贯穿整个生命周期内仿生学方法,仿生材料,工艺和产品的描述与标准化,并纳入最新的生物识别研发项目成果中。关于BCI,TC266在生物识别材料、结构和组件方面的工作对于有创和无创BCI而言都是有价值的。同样,在图像搜索引擎中的TC266工作在标记和搜索BC1.传感器模式和已处理的传感器数据模式卓有成效。此外,由于BC1.技术仍在不断发展,因此TC266在利用TRIZ方法整合生物特征识别问题和面向功能的方法方面将在BCI标准化工作中发挥作用。ISO/TC276生物技术ISO/TC276专注于生物技术过程领域的标准化,包括术语和定义、生物库和生物资源、分析方法、生物处理、数据处理(包括注释、分析、验证、可比性和整合性)以及气象学。布有创Be1.中,TC276工作集中在光度法对光信号测量的要求,并且在BCI标准化工作中可能会使用制造蜂窝产品所用的设备。ISO/TC279创新管理ISO/TC279专注于术语工具和方法的标准化,以及相关各方之间的互动,以便实现创新。由于Be1.仍被认为是个新兴领域,并且正在多个技术领域中发挥作用。考虑到相关BC1.标准化制订可能会需要多个ISO、IEC和ITU标准化小组工作,因此TC279工作将有助于产生创新的、跨越多个标准化组织的BCI标准,并创新研发出面向全球市场的BC1.解决方案。3.IECIECSEC12数字生物融合SEG12的工作范围包括调查当前的研究和技术活动,确定关键挑战,并提出生物数字融合领域的标准化路线图。同时,与包括ISO和JTCI在内的TC、SC以及其他市场和政策相关组织合作,讨论现有标准以及与生物数字融合相关的未来标准需求。目前,ISO/IECJTC1.AG16脑机接口咨询组已与SEG12建立正式联络,寻求脑机领域的标准项目合作方向。IECQIEC电子元件质量评估系统IECQ是一个全球认可和认证系统,涵盖r电子组件以及相关材料、组件(包括模块)和过程的供应。它使用基于国际电工委员会(IEC)制定的国际标准来高品质评估规格。QUIC可用于Be1.组件的质量评估标准化,如耳机,传感器,植入物,传感器电缆,电阻抗层析成像(EIT)组件以及BC1.特定的生物传感板,其中可能包含加速度计-、输入通道、本地SD存储芯片、无线通信芯片和可编程微芯片。IECSEG10自主与人工智能应用伦理SEG1.O着重于确定与IEC技术活动有关的道德问题和社会关注点。主要工作包括针对与自治和AI应用相关的道德伦理方面,为IEC委员会制定广泛适用的指南,确保各个IEC委员会之间的工作一致性,并促进与JTC1/SC42的合作,解决道德问题和社会关切,并酌情向中小企业提出建议。BCI技术而A1.的使用包括以下过程:新颖的信号处理方法,用于对皮层信号进行闭环解码,阐明皮层表示和功能,识别多个皮层区域之间的交互关系并将其应用于闭环神经调制系统,开发数据驱动型与运动,言语和神经系统疾病有关的皮质功能的基础计算模型,用于预测皮质行为和反应的数据驱动A1.模型,以及用于理解多个皮质网络的紧急行为的数据驱动AI模型的开发。许多这些处理是普遍存在的,常被认为是自发的BCI处理。此外,侵入式和非侵入式BCI的实现都存在道德上的顾虑,这不仅需要从BCI流程作为“整体”来解决,而且还必须利用AI和自治程度的BCI流程角度来解决。IECTC1.术语TC1.批准了在不同电工技术领域中使用的术语和定义,并确定了在不同语言中使用术语的等效性。IECTCI编写了国际电工词汇,旨在标准化和协调与在语言和文学、教学、技术规范和商业交流中所使用的电气科学和技术相关术语,并在不同版本中提供等效的术语。开发术语和定义并将其翻译成多种语言是BC1.标准化的关键第步。有多个正CTC1.发布标准,并正在开发与BC1.标准化工作有关的项目。这些出版物包括有关电磁学、电路理论、电气和磁性设备、振荡、信号和相关设备以及计算机网络技术的词汇文档。IECTC35原电池和蓄电池组TC35制定原电池和蓄电池的国际标准,尤其是与规格,尺寸、性能有关的标准,以及有关环境和安全事项的指南。由于些BCI相关组件(如耳机)依赖电池,因此某些TC35出版物可能会用于Be1.标准化工作。IECTC38仪表变压器TC38专注于AC/DC甩流和电压仪表变压器领域的标准化,其中包括其子模块,如传感设备、信号处理、数据转换以及模拟或数字接口。特定领域(如互感器,互感器和组合传感器)TC38工作可用于Bc1.标准化。IECSC47A集成电路SC47A专注于电子设备以及系统所需的44半导体和混合集成电路标准化。SC47A出版物可用于BCI标准化领域,例如在研制BCI专用应用板中所需的集成电路模型传导抗扰度建模(ICIM-CI)模型,以及用于有创和无创BC1.实现所需的收发器。IECTC49压电、介电和静电设备及相关材料,用于频率控制、选择和检测TC49重点关注用于频率控制、选择和检测的压电、介电和静电设备标准化,如谐振器、滤波器、振荡器、传感器及其相关产品。在声表面波(SAW)和体声波(BAW)双工器上进行的TC49工作可用于有创和无创BC1.实现中分离多个传输信号,以及在BC1.通信中分离传输和接收信号。IECSC62B诊断成像设备SC62B专注于各种医学诊断成像设备(如X射线成像设备、计算机断层扫描、磁共振成像设备)国际出版物,主要是关于安全性和性能,其中包括成像设备的使用寿命内需要的相关设备、附件以及质量程序(验收测试和稳定性测试),还包括相关术语、概念、术语和定义的发展。SC62B工作可能有益于BCI标准化工作,尤其是BCI相关的神经影像组件。IECTC100音频,视频和多媒体系统与设备TC100着重于音频、视频和多媒体系统与设备领域的国际出版物。部分TC100工作将集成任何形式的音频、视频、图形、数据和电信。此外,TC1.OO还将集成此类信息的生成、存储、处理、传输、显示和再现。TC100文档可能有助于全套BC1.的实现,其中在实施中已集成语音和图像,并与BC1.传感器数据和已识别的BC1.神经模式互相协调使用。IEC/TC124可穿戴电子设备和技术TC124专注于可穿戴电子设备和技术领域的标准化,包括可修补材料和设备、可植入材料和设备、可摄入材料和设备以及电子纺织材料和设备。尽管TC124似乎专注于可穿戴设备的“纺织品”类实现,但它与BCI标准化活动有关。在某些BCI实现中,BCI头戴式耳机可被认为是“可穿戴的“,因为可穿戴式纺织品中可嵌入了传感器。此外,一些Bc1.实现方案利用可伸展的手臂/腿带和嵌入式传感器来捕获EEG信号。关于智能人体局域网的TC124工作也可能被用于整体BCI的实现中。4.ISOIECJTC1.ISO/IECJTCIAVG13可信度WG13工作主要侧重于:1)完善、改进和维护清单(JTC1N14500),包括热图:该图作为JTCI一份立足文件,能用于反映JTC1,其他ISO/IEC委员会以及其他标准化组织的可信程度;2)完整的术语和特征描述,并确定应创建哪种类型的文档;3)开发水平可交付成果,如用于ICT可信度的框架、分类法和本体、以指导整个JTC1的可信赖性工作,并在此基础上开发其他可交付成果。从ISO/IECTC24462开始,用于ICT可信度评估的本体与BCI及其相关技术存在几个信任问题,包括缺乏对信号进行正确分类的数据,不危害健康,人脑与计算机之间的有效连接,为神经数据的准确解释,反应时间参数,A1.使用等。因此,BC1.标准化工作将与WG13的互动中受益。ISO/IECJTC1/SC6系统间通信和信息交换SC6专注于处理开放系统之间的信息交换以及电信领域的标准化,包括系统功能、过程、参数及其使用条件。该标准化包括较低层的协议和服务(包括物理,数据链路,网络和传输)以及较高层的协议和服务(包括但不限于目录,11ASN.1,MFAN,P1.C,OiD等)。BCI实现的各个组件之间存在电信和信息交换,而这些BQ组件通信和数据共享方面同时涵盖了较低层和较高层的协议和服务。因此,BC1.标准化工作可以从SC6工作中受益,如多链路过程,数据通信系统过程,同步字符传输,递归网络间体系结构和协议,无线1.AN访问控制以及其他工作。ISO/IECJTC1/SC7软件与系统工程SC7专注于软件产品和系统工程的流程,以及支持工具和技术的标准化。软件工程技术可以加快BCI研究、系统实现和应用的步伐。BCI是一个跨学科领域,需要能够快速开发、修改和集成“跨学科”系统的标准化软件和系统工程技术。在标准化方面,WG6致力于开发软件以及知识体系和专业化系统,基于软件和系统模型的工具和方法,软件产品质量评估,软件测试,指定IT系统的技术和过程评估,生命周期管理(包括运行时流程实例和系统寿命实例)。由于Be1.是一项跨学科技术,因此也需要WG6致力于标准管理。ISO/IECJTC1/SC22编程语言、环境和系统软件接口SC22专注于编程语言以及其环境和系统软件接口的标准化。BCI实现可采用多种编程语言,如C,C+»pyt

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