ECE专题：
机电一体化设计实操
基于机器人技术的放声仿生肢体设计

  • 面受城市：北京
  • 时间：2025-02-04
  • 2周+1对1个性化论文指导
  • ECE | 电子工程 | 生物工程 | 机械设计 | 机电一体化 | 机械工程
  • 由于严重创伤失去肢体，对于病人来说不仅面临精神上的巨大痛苦，更严重影响着生活质量。得益于仿生肢体技术的发展，患者可以借助与仿生肢体恢复运动技能、增强自主生活能力、提高生活质量。此外，随着脑机接口技术的发展，仿生肢体技术不仅用于帮助截肢患者，也将在未来有望应用于健康人体的机能强化。然而，如何设计仿生肢体以及如何与人体交互是工程界面临的最复杂的问题，需要结合机械与电子设计、人体运动神经控制、可穿戴设备设计、神经信号处理与临床机电一体化系统等多领域的专业背景。
  • 在本课题中，教授会从运动神经控制、生物信号的探测解码、人类强化等角度带领学生一探仿生肢体设计和仿生肢体与人体交互的理论与实践，并重点关注其中占重要地位并有着广泛应用前景的脑机接口技术。课上还会让学生着手设计一套完整的肌肉控制系统。
  • 学生通过本课题，将会对仿生肢体的设计、选择和临床应用有一个清晰的认识，并将学习到多学科交叉的前沿生物工程研究方法，为将来在生物工程、机械工程、机电一体化设计、脑机接口等多领域的研究和学习奠定基础。
  • 生物工程，康复工程，物理治疗，机械设计，机电一体化，机械工程
  • 仿生肢体的临床案例与应用前景，机电一体化设计的概念预计在仿生肢体技术上的应用
  • 脑机接口信号处：肢体神经控制的基本概念，神经肌肉系统组织，运动控制，生物信号接口，植入技术以及电化学信号
  • 肌肉控制系统：肌控制的概念和发展历史，当前的挑战，从EMG信号中解码用户意图，控制系统设计
  • 人类增强：先进肌电图处理与神经接口，运用仿生肢体替代生物肢体，仿生肢体在健康人体上的应用，人体增强未来发展趋势
双教授师资配置
Instructor Team

  • Foreign Professor: 海外名校教授领衔，传授前沿知识与研究方法

  • Domestic Professor: “双一流”教授领衔，增进理解，补充知识版图

  • Teaching Assistant: 辅助答疑、知识巩固，科研心得与知识分享

  • Writing Instructor: 论文1v1辅导，传授写作技巧与方法，规划、写作、投稿、检索、发表全程指导

  • Student Coordinator: 科研全程跟进，为项目的平稳进行保驾护航

适合人群
Expected Students
  • ECE、电子工程、机械工程、机电一体化、机器人等相关专业在读大学生，以及对该领域非常感兴趣，研究能力动手能力强的高中生
  • 更适合有一定计算机背景知识的学生
  • 希望在该领域深入研究，培养学术思维，提升学术竞争力的学生
  • 有意愿从事科研实践，产出学术科研报告和论文成果的学生
项目收获
Program Outcome
  • Recommendation Letter: 科研项目推荐信，海外教授私人推荐信（EDU网推至多10封），中方教授私人推荐信（纸质推荐信至多10封）
  • Paper: 论文写作和发表辅导（独立一作）
  • Publication: 参加国际学术会议（鼓励学生实地或远程）
  • Course Certificate: 课程证明
  • Program Documents: 出具评价表

Dario Farina
授课教授

  • 帝国理工学院生物工程系正教授
  • 神经康复工程系主任
  • IEEE国际电气与电子工程师协会会士
  • 奥地利gTec国际年度脑机接口研究奖
  • 英国皇家学会沃尔夫森研究奖
  • EAMBES欧洲医学和生物工程与科学联盟会员
  • ISEK国际电生理与运动学学会主席
  • AIMBE美国医学与生物工程学会会员

  • 学术背景与职位：

    1. 曾在丹麦奥尔堡大学担任全职教授至2010年。
    2. 在德国哥廷根大学医学中心担任教授，并创立神经康复系统研究所，任职至2016年。
    3. 目前担任伦敦帝国理工学院神经康复工程系主任。

  • 研究领域：生物医学信号处理、神经康复技术、运动的神经控制。

  • 学术成就：发表约400篇同行评审的期刊论文，500篇会议摘要和论文。

  • 学术领导与服务：

    1. 曾任国际电生理学和运动学学会（ISEK）主席（2012-2014年）。
    2. 目前担任ISEK官方期刊《肌电图与运动学杂志》的主编。
    3. 担任《IEEE生物医学工程交易》和《生理学杂志》的编辑。
    4. 曾在其他几个期刊中担任编辑职务。
总课时安排
180课时（1课时为40分钟）

46

科研预热

104

核心科研

30

成果服务

核心科研104课时
外方教授课
  • 教授授课9次 + 教授Final Presentation1次
  • 30课时
  • 以PBL形式讲授领域内的研究思路与方法，分享学科内的前沿动态，帮助学生建立学科框架，培养学生科研意识与科研技能，与中方教授授课内容在领域上互相补充，在课题授课部分结束时为学生的结课展示进行评价与反馈。
中方教授课
  • 教授授课*5次（含实验室或参访调研）
  • 15课时
  • 深化外方教授课内容，以自身的主题授课并与外方教授课形成互补，同时与学生一同开展实验室参访或实地调研，帮助学生深入了解我国实际发展情况，认识中外学科发展共同点与不同趋势，构建起更为完善的知识框架与学科理解，重点讲解领域内科研方法及研究思路，接驳科研与论文产出，为学生的国际会议论文提供指导。
学术导师课
  • 学术导师课9次 + 项目展示辅导1次 + 学术答疑
  • 30课时
  • 协助学生进行课题预习和复习，巩固学生在教授课上所学知识，解答学生相关学术问题；同时进一步辅导学生国际会议论文的开题与写作过程。
学术答疑
  • 10课时
  • 根据学生提出的问题进行具体深入讲解，拓展课题专业领域的知识点
论文部分
  • 论文写作课 + 论文录播课 + 1V1个性化论文指导
营地活动
  • 开营、结营仪式、新生培训、文化体验活动、前沿大咖讲座*2次
论文录播课
  • 10课时
  • 模块化针对国际会议论文写作的全流程进行梳理与讲解，在帮助学生快速了解论文框架与写作逻辑的同时，介绍文献检索，高效阅读，稿件润色的方法；为后续参与论文写作课及开展自身学术写作打下基础。
论文写作课
  • 6课时
  • 以讲座课程、工作坊等多种形式，帮助学生了解文献查询、体例规范、语言写作、发表时间规划等各个环节的细节知识，借助优秀例文介绍论文结构、讲解开题、研究方法等关键点。
1V1个性化论文指导
  • 以1V1的形式针对论文开展个性化指导，辅导学生亲身经历选、学、思、读、行、写、投的全过程。
新生培训
  • 3课时
  • 以讲座课程的形式帮助学生提前了解项目学习中的教学服务流程、论文服务流程及后续申请教授推荐信的流程等重要内容。
前沿大咖讲座
  • 6课时
  • 邀请国际组织任职者、名校招生官、行业专家等大咖开展讲座，助力学生进一步完善留学申请和职业生涯规划。
文化体验活动
  • 4课时
  • 邀请教授与学生共同参与，以趣味活动的形式分享中外文化，拉近师生关系，增进师生营地体验。
学术基础指导课
  • 20课时（每一科研工作坊课题将根据内容设计，搭配2门学术基础指导课。）
  • 内容涵盖计算机、统计学、数据科学、数学、物理、经济学、金融学、传播学、社会学等多个领域，共计15门课程，帮助学生在参与科研工作坊之前有效拓展基础知识，做好学术准备。
国际视野课
  • 8课时
  • 课程主题包括可持续发展、领导力、性别平等、新媒体、国际组织、数字营销等多个当今国际社会与学术界重点关注的问题，邀请前沿大咖主讲，帮助学生领略当下热点，助力学生学术写作、专业选择、职业规划等多个方面。
学术规划课
  • 8课时
  • 围绕面试准备、科研规划、导师选择、申请“套磁”、论文发表规划、学术简历制作等多个方面展开课程，为学生长阶段的科研、学习、申请提供支持。