神經康復生物醫學信號處理運動神經控制Imperial College London帝國理工學院2022Q5世界大學排名第7位|G5超級精英大學神經康復工程系主任IEEE國際電氣與電子工程師協會會士奧地利gTec國際年度腦機接口研究獎英國皇家學會沃爾夫森研究獎·EAMBES歐洲醫學和生物工程與科學聯盟會員ISEK國際電生理與運動學學會AlMBE美國醫學與生物工程學會會員

Program Introduction課題簡介生物工程|電子工程|機器人|神經科學|人工智能|腦機接口|虛擬現實|元宇宙|康復工程你是否憧憬過鋼鐵俠那副隨心所欲上天入地的盔甲和跟他心有靈犀的助手賈維斯？你是否贊嘆于賽博朋克里義體改造的大膽與激進？你是否相信意識可以脫離人體在數據庫中永生？藝術源于現實，人類想象力的光輝也不斷在照亮科學前進的道路。如今這一切不再是天方夜譚，隨著神經科學與人工智能技術的發展，人體神秘的面紗被揭開，人類與機械、電子相互融合的日子正在悄然到來。而這背后就是人類接口技術。人類接口是將人類輸入信號（例如神經網絡活動）翻譯成對外部設備的命令的技術。人類接口技術的應用十分廣泛，它可以用于康復技術，企業車，協作機器人，也可以用于消費電子，如虛擬現實、VR和AR游戲、元宇宙等。因此，人類接口技術是學術界和工業界新興研究領域的核心，并有望在未來的短時間內影響社會和經濟，行業內有許多知名公司比如Neuralink,Meta和DeepMind。此外，人類接口還可以用于人體功能強化或人體增強，例如控制超出身體容量的額外部分（額外的手臂、手指或驅動器等）。人類接口技術可以通過解碼用戶的生物和神經信息來實現，是電子、神經科學、工程和機器人研究的前沿。本課題將會圍繞人類接口技術展開，從植入腦組織的芯片到植入末梢神經的電子設備，再到無創式傳感器（可穿戴技術）。課題將先從神經肌肉系統的概述和其工作原理開始，然后分析能夠檢測人體生物和神經信息的傳感器和設備，這些生物信息可以用來預測用戶意圖并以此控制外部系統。此外，我們將一覽人類接口和人類增強的廣泛應用，包括醫療領域（例如康復機器人）和非醫療領域（例如消費電子、虛擬現實、元宇宙、外骨骼等）。本課題還將對人類接口技術的未來以及該領域可能的道德問題進行開放式討論和反思。課上，我們將一起運用評估和反饋、演講和討論等途徑，增加大家對這一迅速發展的研究領域的了解。

Program Highlights科研要點·生物信號處理生物信號處理是指對生物體內或體內的生物信號進行采集、處理和分析，以獲取有關生物體健康、行為和生理狀態等信息的技術和方法，涉及到多種生物信號采集技術，如心電圖、腦電圖、肌電圖、呼吸監測、體溫監測等，同時也涉及到多種生物信號分析方法，如信號濾波、信號分析、特征提取、模式識別等。·大腦芯片大腦芯片（BrainChip)是一種植入人類大腦中的芯片，用于監測和干預神經元活動。大腦芯片通常由數百個微電極陣列構成，這些電極可以直接插入神經元的活動區域，監測和記錄神經元的電信號活動。大腦芯片技術是神經科學和計算機科學領域的交叉，涉及到微電極陣列制備、神經元信號處理、機器學習、人工智能等多個技術領域。·侵入式腦機接口侵入式腦機接口是一種通過直接侵入人類大腦，將神經元信號轉換為電信號并將其傳輸到計算機或其他設備中的腦機接口技術。這種技術通常由植入式電極、光纖或無線電波發射器等裝置組成，這些裝置可以直接插入或放置在人類大腦中，用于監測和干預神經元活動。·神經植入神經植入是一種用于修復或替代人體神經系統的醫療裝置。它們通常被用于治療神經系統疾病，如神經退行性疾病、遺傳性疾病、運動障礙和疼痛等。神經植入通常包括植入電極、光纖或無線電波發射器等裝置，這些裝置可以直接插入或放置在人類大腦中，用于監測和干預神經元活動。Expected Students適合人群·電子工程、生物工程、人工智能、神經科學等相關專業的學生，具備扎實的理工科基礎知識，希望在機器人、康復工程、腦機接口、虛擬現實等交叉領域進行研究學習的學生·希望在該領域深入研究，培養學術思維，提升學術競爭力的學生·有意愿從事科研實踐，產出學術科研報告和論文成果的學生

Instructor Team師資配置· Foreign Professor海外在職終身教授領銜，傳授領域前沿知識與高水準研究方法· Domestic Professor“大學在職教授/副教授領銜，增進專業理解力，補充知識版圖· Teaching Assistant輔助課題答疑、知識鞏固，科研心得與專業知識分享· Writing Instructor論文1M輔導，傳授論文寫作技巧與方法，論文規劃、寫作、投稿、檢素、發表全程指導· Student Coordinator科研項目全程跟進服務，為項目的平穩進行保駕護航