신경에서 네트워크로: 차세대 인간-기계 인터페이스

초록인간-기계 인터페이스(HMI)는 생물학, 신경과학 및 공학의 혁신적인 융합을 나타내며, 인간의 신체와 외부 장치 간의 직접적인 통신을 가능하게 합니다. 본 리뷰는 생물학적 관점에서 HMI를 탐구하며, 인터페이스 설계 및 기능을 형성하는 데 있어 신경계, 근육계 및 감각계의 근본적인 역할을 강조합니다. 이는 전기생리학적 신호 처리를 뒷받침하는 신경생리학적 기전, 근전기 제어를 지원하는 근골격계 원칙, 그리고 반응성 생체 피드백 루프를 생성하는 데 중요한 감각 경로에 대해 개요를 제시하는 것으로 시작합니다. 본 리뷰는 특히 이식 장치 및 장기 조직 통합과 관련하여 생체 재료의 생체 적합성의 중요성에 대해서도 깊이 탐구합니다. 현재 기술(두뇌-컴퓨터 인터페이스, 착용 가능한 생체 전자기기, 신경 보철물 포함)은 신경학적 또는 신체적 손상이 있는 개인의 감각 또는 운동 기능 복원에 대한 치료적 응용을 위해 검토됩니다. AI 통합 시스템, 유연한 생체 전자기기 및 옵토제네틱스와 같은 신흥 혁신은 더 적응적이고 개인화된, 덜 침습적인 미래의 생체 통합 플랫폼을 엿볼 수 있게 해줍니다. 본 논문은 합성 생물학, 말초 신경 조절 및 신경 증강을 둘러싼 윤리적 고려 사항과 같은 주요 연구 방향을 강조하며 결론을 맺습니다. 인터페이스 개발의 핵심에 생물학적 원리를 두어 본 리뷰는 기능적일 뿐만 아니라 인간의 생리와 조화롭게 맞물린 HMI를 구축하는 데 있어 학제 간 협력의 중요성을 강조합니다.