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Interfacing artificial devices with the human brain is the central goal of neurotechnology. Yet, our imaginations are often limited by currently available paradigms and technologies. Suggestions for brain−machine interfaces have changed over time, along with the available technology.
Mechanical levers and cable winches were used to move parts of the brain during the mechanical age. Sophisticated electronic wiring and remote control have arisen during the electronic age, ultimately leading to plug-and-play computer interfaces. Nonetheless, our brains are so complex that these visions, until recently, largely remained unreachable dreams. The general problem, thus far, is that most of our technology is mechanically and/or electrically engineered, whereas the brain is a living, dynamic entity. As a result, these worlds are difficult to interface with one another. Nanotechnology, which encompasses engineered solid-state objects and integrated circuits, excels at small length scales of single to a few hundred nanometers and, thus, matches the sizes of biomolecules, biomolecular assemblies, and parts of cells. Consequently, we envision nanomaterials and nanotools as opportunities to interface with the brain in alternative ways. Here, we review the existing literature on the use of nanotechnology in brain−machine interfaces and look forward in discussing perspectives and limitations based on the authors’ expertise across a range of complementary disciplines from neuroscience, engineering, physics, and chemistry to biology and medicine, computer science and mathematics, and social science and jurisprudence. We focus on nanotechnology but also include information from related fields when useful and complementary.
Das zentrale Ziel des Forschungsvorhabens CASPAR ist die Entwicklung einer technischen Lösung zur beweissicheren und rückführbaren Datenbasis von digitalen Informationen zur Bewertung von Bauwerken. Ein konsistentes, semantisches und maschinenlesbares Datenmodell wurde entwickelt, um Daten aus verschiedenen Quellen zu aggregieren und Schnittstellen für die Echtzeit-Kommunikation mit Sensoren zu schaffen. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Einführung der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS), einer Kerntechnologie der Industrie 4.0, als standardisierten digitalen Zwilling für Brückenbauwerke. Die Verwaltungsschale ermöglicht die strukturierte, interoperable und semantisch eindeutige Darstellung von Bauwerksdaten. Eine Blockchain-basierte Lösung wurde entwickelt, um die sichere und manipulationsresistente Datenübertragung und -ablage zu gewährleisten. Ein Demonstrator, basierend auf der Open Source Plattform Eclipse BaSyx, wurde entwickelt, um die Technologien zu veranschaulichen. Der Demonstrator wurde im November 2024 auf der Messe SPS in Nürnberg vorgestellt. Ein wesentlicher Bestandteil des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines konsistenten, semantischen und maschinenlesbaren Datenmodells für Brückenbauwerke. Dieses Modell ermöglicht die Aggregation von Informationen aus verschiedenen Quellen und die Entwicklung von Schnittstellen für die Echtzeit-Kommunikation mit Sensoren. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Einführung der Verwaltungsschale (Asset Administration Shell, AAS), einer Kerntechnologie der Industrie 4.0, als standardisierten digitalen Zwilling für Brückenbauwerke. Die Verwaltungsschale ermöglicht die strukturierte, interoperable und semantisch eindeutige Darstellung von Bauwerksdaten. Eine Blockchain-basierte Lösung wurde entwickelt, um die sichere und manipulationsresistente Datenübertragung und -ablage zu gewährleisten. Ein Demonstrator, basierend auf der Open Source Plattform Eclipse BaSyx, wurde entwickelt, um die Technologien zu veranschaulichen.
Standardization research is a fairly new and is a still-evolving field of research, with possibly major practical ramifications. This article presents a summary of the authors’ subjective views of the most pressing research topics in the field. These include, among others, standards (e.g. incorporation of ethical issues), the potential impact of standards, the corporate management of standardization and legal issues like Intellectual Property Rights (IPR). In addition, gaps have been identified with a respect to a basic understanding of standardization, suggesting a need for better education in the field.
Im Projekt CASPAR haben wir erforscht, wie Bauwerksdaten aus verschiedenen Quellen sicher, digital und semantisch verknüpfbar bereitgestellt werden können, um eine nachhaltige und vernetzte Nutzung über den gesamten Lebenszyklus von Bauwerken zu ermöglichen. Die Veranstaltung bietet Gelegenheit, zentrale Ergebnisse kennenzulernen, Einblicke in den Demonstrator zu erhalten und sich mit Projektbeteiligten auszutauschen.
