人工智能電子計算機工程前沿：腦機接口【大學(xué)組】

電子計算機工程/人工智能

項目背景

“2017年3月，硅谷科技風(fēng)向標(biāo)埃隆·馬斯克宣布創(chuàng)辦Neuralink公司，計劃在4年內(nèi)開發(fā)出首個用于治療腦部疾病的腦機接口產(chǎn)品，未來將開發(fā)高生物相容性的植入神經(jīng)接口，實現(xiàn)人工智能植入人腦，取代人類的自然語言交流，實現(xiàn)顛覆性的智能人機接口技術(shù)?！痹谌斯ぶ悄芨拍钇占暗慕袢?，腦機接口將成為開啟將人變?yōu)椤昂粯幼杂傻乃季S”，將科幻帶進現(xiàn)實的最后一道大門，也是生命科學(xué)希望攻克的最后一道課題。打通人工智能與機器的聯(lián)結(jié)，意味著人類可以通過腦電控制假肢、輪椅、機器人等身邊的事物，借助深度學(xué)習(xí)打造電腦，徹底顛覆人類的生活。項目將聚焦腦機接口這一前沿交叉研究課題。

項目介紹

項目內(nèi)容包括神經(jīng)工程和腦機接口、膜生物物理學(xué)、動作電位傳導(dǎo)、神經(jīng)信號記錄和刺激、神經(jīng)修復(fù)、數(shù)據(jù)分析與管理。學(xué)生將通過項目了解人工智能為生命科學(xué)賦予的機會與限制以及腦機接口的具體案例，在項目結(jié)束時提交項目報告，進行成果展示。

適合人群

大學(xué)生

電子計算機工程、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

導(dǎo)師介紹

加州大學(xué)洛杉磯分校終身正教授

Dejan導(dǎo)師現(xiàn)任加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）電子計算機工程終身正教授，獲得美國自然科學(xué)基金（NSF）早期職業(yè)獎（Early Career Development Awards)、ISSCI杰出論文獎，擁有加州大學(xué)伯克利分校博士學(xué)位。Dejan導(dǎo)師的研究聚焦植入式神經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、領(lǐng)域特定計算、設(shè)計方法論，在國際知名期刊發(fā)表論文110余篇，h指數(shù)41，i10指數(shù)114，引用量高達6438。

任職學(xué)校

加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）始建于1919年，是一所擁有百年歷史的世界著名公立研究型大學(xué)，培養(yǎng)了14名諾貝爾獎獲得者，是美國“新常春藤”名校之一。UCLA在2020年U.S.News美國公立大學(xué)排名首位、計算機科學(xué)排名第十三，在2018年泰晤士高等教育THE世界最具聲望大學(xué)排名第九。

項目大綱

神經(jīng)工程和腦機接口：腦研究、腦結(jié)構(gòu)、腦機接口、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)模型和動態(tài)行為（動作電位）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).

動作電位傳導(dǎo)：電極/溶液界面、電極陣列、臨床實例，離子流和電流、膜電位、動作電位Action potential propagation. Electrode-solution interface, electrode arrays, clinical examples; learn ionic flow and current, membrane potential, origin of action potential.

神經(jīng)信號記錄和刺激：神經(jīng)信號刺激，神經(jīng)信號記錄，閉環(huán)神經(jīng)調(diào)節(jié)；細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞外刺激，強度-時間曲線，神經(jīng)信號處理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.

項目回顧與成果展示Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時

學(xué)術(shù)報告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單