In diesem Kapitel stellen wir die wissenschaftliche Disziplin „Neuroingenieurwesen“ vor, welche aus der synergetischen Verbindung von Neurowissenschaft und Ingenieurwissenschaften besteht. Wir zeigen auf, dass diese Verbindung bidirektional ist, da einerseits ingenieurwissenschaftliche Methoden den wissenschaftlichen Fortschritt in den Neurowissenschaften beflügeln und andererseits neurowissenschaftliche Erkenntnisse es Ingenieuren ermöglichen, bessere technische Systeme zu entwickeln.
Diese Wechselseitigkeit veranschaulichen wir anhand zweier Unterbereiche des Neuroingenieurswesen – neuro-inspirierte kognitive Systeme und bidirektionale neuronale Schnittstellen. Neuro-inspirierte kognitive Systeme sind diejenige Art von KI, bei der es in besonderem Maße auf das Zusammenspiel verschiedener kognitiver Fähigkeiten (Lernen, Vorhersagen, Schlüsse ziehen, Wahrnehmen, Planen usw.) eines Systems ankommt, damit komplexe Ziele ressourcen-effizient erreicht werden können. Für die energie-effiziente Implementation von kognitiven Funktionen erweist sich die neuronale Robotik als ein vielversprechendes Forschungsfeld, wie am Beispiel einer neuro-inspirierten Roboterhaut dargestellt wird.
Während Forschung zu künstlichen kognitiven Systemen die Autonomie von Maschinen zum Ziel hat, geht es beim Forschungsfeld der bidirektionalen neuronalen Schnittstellen um die Verbindung von menschlicher und maschineller Autonomie. Beispiele dafür sind die Neuroprothetik, Brain-Computer Interfaces und Neurorehabilitation.
