在众多吸引眼球的好莱坞科幻影片中，我们常常会目睹主角们因突如其来的意外事故无奈失去手臂，然而，他们借助于高新科技所赋予的力量，成功装上了时尚且前沿的机械手臂，不仅能够迅速恢复到正常生活中的活动能力，甚至还能凭借这个机械手臂去征服天际、走进深海，击败强大的对手，拯救处于危机之中的世界。

    目前，人类与机器之间的融合正在从虚幻走向真实，逐步占领人们的视野。

    这里我要提到的是，位于机器人前沿技术领域的一种名为“生机电一体化技术”的创新成果：即将“固定在人体上的机器”转变为由神经系统直接操控的运动功能替代设备，通过捕捉和解读人的神经电生理信号来控制假肢的动作。简而言之，只要你心中所想，这个设备便能根据你的意愿进行相应的操作，从而使你的身体功能得到完美的恢复。

由上海交通大学机器人研究所主导的国家973计划项目——“人体运动功能重建的生机电一体化基础”，正是以“多用途灵巧假肢”为核心载体，致力于研发出“生机电一体化机器人”。

    专注于生机电一体化技术研究的朱向阳教授向我们详细解释道，当前技术较为成熟的是那些功能相对有限的单自由度假肢，而多用途灵巧假肢则对灵活性和自由度提出了更高的要求，旨在还原“手”的功能，实现肢体运动和感知功能的再造、神经功能的重塑以及生命体与机器之间的交互与功能整合。尽管现阶段这种多用途灵巧假肢尚未广泛应用于实际生活中，但是在实验室里制作出来的原型机已经展现出了令人满意的效果。

    当我在实验室亲眼见证这一切时，不禁为之惊叹不已。只需在一位失去小臂的残疾人士的残肢上贴上电极，收集他的神经电生理信号，就能实现神经系统控制下的计算机字符输入。

   “假肢的运动主要依赖于神经电生理信号的控制，常见的神经电生理信号包括脑电信号、肌电信号等，与此密切相关的一项关键技术便是人机接口技术。”

    近年来，脑机接口技术的发展势头迅猛。脑机接口可以划分为有创脑机接口和无创脑机接口两种类型。前者需要在中枢皮层中直接植入传感器，以便接收神经信号。从技术层面来看，这种脑机接口的信号测量效果优良，信息传输速率也相对较高；后者的实现过程相对简便，仅需通过电极帽测量头皮外的信号，具有良好的安全性，但其信息传输速率相较之下略显不足。人机接口无疑是影响生机电一体化技术发展水平的最为关键的因素之一。

    然而，由于全球范围内生机电一体化研究的起步时间相对较晚，因此我国与世界领先水平之间的差距并不算太大。上海地区的生机电一体化研究在我国起步较早，自2005年起，上海交通大学机器人研究所便开始投身于这项研究工作，成为了国内最早开展此类研究的科研机构之一。除此之外，国内从事该领域研究的其他重要机构还包括清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等知名高校。

   作为一个新兴的学科领域，生机电一体化技术面临着制造科学、信息科学、神经科学与神经工程学等多个交叉学科的严峻挑战。尽管从研究和实践角度来看，这项新技术仍存在诸多待完善之处，但其崛起的趋势已然预示着康复工程技术将迎来重大革新，并有望对未来的国际科技和产业竞争格局产生深远影响。