由脑机接口赋能的以人为中心元宇宙：综述

对元宇宙（Metaverse）日益增长的兴趣为学术界和工业界成员创新以实现元宇宙世界创造了势头。元宇宙是一个独特的、连续的、共享的虚拟世界，人类在其中以数字形态存在于在线平台内。通过数字化身，元宇宙用户应在环境中具有感知存在感，并能够与之交互和控制周围的虚拟世界。因此，以人为中心的设计是元宇宙的关键要素。人类用户不仅是核心实体，也是可用于丰富元宇宙生态系统的多感官数据的来源。在本综述中，我们研究了能够增强元宇宙用户体验的脑机接口（BCI）技术的潜在应用。通过直接与人体最复杂的器官人脑通信，BCI技术有潜力实现以思维速度运行的最直观的人机系统。BCI技术可通过这一神经通路为元宇宙赋能多种创新应用，如用户认知状态监测、数字化身控制、虚拟交互和想象语音通信。本综述首先概述元宇宙与BCI技术的基础背景。然后我们讨论元宇宙当前可由BCI潜在解决的挑战，例如用户在体验虚拟环境时的晕动症或沉浸式虚拟应用中用户的负面情绪状态。此后，我们提出并讨论了一个称为人类数字孪生（Human Digital Twin）的新研究方向，其中数字孪生可根据用户的脑信号创建智能且可交互的化身。我们还提出了元宇宙中虚拟与物理实体间同步与通信的挑战及潜在解决方案。