Нейроинтерфейсы: обзор технологий и современные решения

Авторы

  • Д.В. Лунев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, пр. Красноярский рабочий, 31, Красноярск, 660037, Россия
  • С.К. Полетыкин Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
  • Д. О. Кудрявцев Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

DOI:

https://doi.org/10.47813/2782-2818-2022-2-3-0117-0126

Ключевые слова:

нейроинтерфейс, интерфейс мозг-компьютер, нейротехнологии, НКИ, нейронауки

Аннотация

Цель данного исследования - дать обзор современного состояния технологий нейроинтерфейсов и сопоставить между собой различные современные их реализации, выделив их преимущества и особенности. В статье рассмотрена сущность понятия «нейроинтерфейс», его назначение, анализируются устройства для данной технологии и принципы, лежащие в основе их функционирования, а также классификация по различным признакам. Приведены примеры областей деятельности, в которых данная технология применяется в данный момент, либо потенциально может быть применена в будущем. Кроме того, представлены и проанализированы наиболее часто используемые современные решения с целью выявления наиболее перспективного с точки зрения функционала и удобства повседневного использования варианта. Установлено, что наиболее широким функционалом при комфортном повседневном ношении обладает Emotiv Epoc. Также был сделан вывод о том, что области применения, в которых решения на основе нейроинтерфейсов на данный момент показывают наилучшие результаты – это медицинская диагностика и дистанционное управление электронными устройствами, о чем свидетельствует большое количество проектов, задействующих нейроинтерфейсы в данной области и большое количество статей, им посвященных.

Биографии авторов

Д.В. Лунев, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, пр. Красноярский рабочий, 31, Красноярск, 660037, Россия

Лунев Дмитрий Владимирович, студент СибГУ им.  М.Ф. Решетнева, Красноярск, Российская Федерация

С.К. Полетыкин, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

Полетыкин Семен Константинович, студент СибГУ им. М.Ф. Решетнева, Красноярск, Российская Федерация

Д. О. Кудрявцев, Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

Кудрявцев Давид Олегович, студент СибГУ им. М.Ф. Решетнева, Красноярск, Российская Федерация

Библиографические ссылки

Речкунов С.Н., Принц А.В., Селезнев В.А., Голод С.В., Соотс Р.А., Иванов А.И., Ратушняк А.С., Принц В.Я. Нейроинтерфейсы: обзор, разработка, Вавиловский журнал генетики и селекции, 2014, 18(4/3), 1077-1089.

Немчанинов А.В., Шеренков М.А., Алексеев Е.Д., Решетников А.Г. Разработка когнитивного нейроинтерфейса для управления роботизированной рукой – протезом, Системный анализ в науке и образовании, 2016, 4, 46-56.

Лобода Ю.О., Функ А.В., Гасымов З.А., Рачкован О.А. Управление мехатронными системами нейроинтерфейсом, Электронные средства и системы управления. Материалы докладов международной научно-практической конференции, 2017, 1-2, 143-146.

Лобода Ю.О., Функ А.В.,. Гасымов З.А. Использование нейроинтерфейса brainlink lite для создания системы управления мехатронными устройствами, Гуманитарная информатика, 2017, 12, 23-31.

Wolpaw J.R., McFarland D.J., Neat G.W., Forneris C.A. An EEG-based brain-computer interface for cursor control, Electroencephalography & Clinical Neurophysiology, 1991, 78(3), 252-259.

Тычков А.Ю., Чураков П.П., Кривоногов Л.Ю. Автоматизированная система обработки и анализа электрокардиосигналов в условиях интенсивных помех различного вида, Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки, 2011, 1, 117-125.

Митрохин А.С. Применение беспроводных сенсорных сетей в медицинских распределенных информационных системах, Труды международного симпозиума Надежность и качество, 2012, 2, 292-293.

Тычков А.Ю., Горячев Н.В., Кочегаров И.И. Протоколы связи для беспроводного нейроинтерфейса, Труды международного симпозиума Надежность и качество, 2018, 2, 366-368.

Резниченко Н.С., Шилов С.Н. Использование нейросетевой системы для диагностики синдрома дефицита внимания с гиперактивностью, Журнал медико-биологических исследований, 2014, 1, 48-54.

Развин И.В., Шиленко А.С., Тимофеев А.В., Хенерина Е.О. Разработка нейроинтерфейса для повседневного использования, Молодежная научно-практическая конференция «Исследования молодых ученых – вклад в инновационное развитие России», Астрахань, 2015, 212-213.

REFERENCES

Rechkunov S.N., Princ A.V., Seleznev V.A., Golod S.V., Soots R.A., Ivanov A.I., Ratushnyak A.S., Princ V.Ya. Nejrointerfejsy: obzor, razrabotka, Vavilovskij zhurnal genetiki i selekcii, 2014, 18(4/3), 1077-1089.

Nemchaninov A.V., Sherenkov M.A., Alekseev E.D., Reshetnikov A.G. Razrabotka kognitivnogo nejrointerfejsa dlya upravleniya robotizirovannoj rukoj – protezom, Sistemnyj analiz v nauke i obrazovanii, 2016, 4, 46-56.

Loboda Yu.O., Funk A.V., Gasymov Z.A., Rachkovan O.A. Upravlenie mekhatronnymi sistemami nejrointerfejsom, Elektronnye sredstva i sistemy upravleniya. Materialy dokladov mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, 2017, 1-2, 143-146.

Loboda Yu.O., Funk A.V.,. Gasymov Z.A. Ispol'zovanie nejrointerfejsa brainlink lite dlya sozdaniya sistemy upravleniya mekhatronnymi ustrojstvami, Gumanitarnaya informatika, 2017, 12, 23-31.

Wolpaw J.R., McFarland D.J., Neat G.W., Forneris C.A. An EEG-based brain-computer interface for cursor control, Electroencephalography & Clinical Neurophysiology, 1991, 78(3), 252-259.

Tychkov A.Yu., CHurakov P.P., Krivonogov L.Yu. Avtomatizirovannaya sistema obrabotki i analiza elektrokardiosignalov v usloviyah intensivnyh pomekh razlichnogo vida, Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Povolzhskij region. Tekhnicheskie nauki, 2011, 1, 117-125.

Mitrohin A.S. Primenenie besprovodnyh sensornyh setej v medicinskih raspredelennyh informacionnyh sistemah, Trudy mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost' i kachestvo, 2012, 2, 292-293.

Tychkov A.YU., Goryachev N.V., Kochegarov I.I. Protokoly svyazi dlya besprovodnogo nejrointerfejsa, Trudy mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost' i kachestvo, 2018, 2, 366-368.

Reznichenko N.S., Shilov S.N. Ispol'zovanie nejrosetevoj sistemy dlya diagnostiki sindroma deficita vnimaniya s giperaktivnost'yu, Zhurnal mediko-biologicheskih issledovanij, 2014, 1, 48-54.

Razvin I.V., Shilenko A.S., Timofeev A.V., Henerina E.O. Razrabotka nejrointerfejsa dlya povsednevnogo ispol'zovaniya, Molodezhnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya «Issledovaniya molodyh uchenyh – vklad v innovacionnoe razvitie Rossii», Astrahan', 2015, 212-213.

Загрузки

Опубликован

2022-08-09

Как цитировать

Лунев, Д., Полетыкин, С., & Кудрявцев, Д. О. (2022). Нейроинтерфейсы: обзор технологий и современные решения. Современные инновации, системы и технологии - Modern Innovations, Systems and Technologies, 2(3), 0117–0126. https://doi.org/10.47813/2782-2818-2022-2-3-0117-0126

Выпуск

Раздел

Управление, вычислительная техника и информатика.