菁英班：電子工程前沿：植入式和可穿戴智能設(shè)備研究【大學(xué)組】

電子工程/生物醫(yī)學(xué)工程

項(xiàng)目背景

隨著電子智能設(shè)備逐漸進(jìn)入消費(fèi)級市場，人們生活發(fā)生了諸多改變。智能手環(huán)讓人們對自己的身體狀況更加了解，智能眼鏡解放了雙手，VR頭盔帶來了更好的娛樂體驗(yàn)......隨著電子智能設(shè)備行業(yè)的飛速發(fā)展，生物電子研究成為了當(dāng)今時(shí)代的研究熱點(diǎn)。各種植入式智能電子設(shè)備和可穿戴生物電子智能器件，業(yè)已廣泛應(yīng)用于人工耳蝸、心臟起搏器、生命體征監(jiān)測等各個(gè)領(lǐng)域。由于植入式和可穿戴式智能電子器件的競爭研究和巨大的商業(yè)機(jī)會，生物電子智能設(shè)備市場預(yù)計(jì)將繼續(xù)快速增長，并將持續(xù)改變?nèi)藗兊纳钴壽E。項(xiàng)目將綜合科學(xué)工程與生物電子學(xué)原理、技術(shù)和應(yīng)用，通過具體實(shí)例分析植入式和可穿戴式電子設(shè)備的設(shè)計(jì)和工作原理，提升學(xué)生的前瞻視野。

項(xiàng)目介紹

項(xiàng)目從生物電子學(xué)的基本介紹入手，介紹人體皮膚中的電活性組織，以及智能電子設(shè)備工作的電化學(xué)原理及設(shè)計(jì)原理。隨后，通過具體實(shí)例（心臟起搏器，耳蝸植入物，視網(wǎng)膜植入物、植入式給藥系統(tǒng)等）分析，幫助學(xué)生進(jìn)一步了解植入式電子智能設(shè)備，通過汗液生物傳感、透皮給藥等一系列應(yīng)用，幫助學(xué)生進(jìn)一步了解可穿戴式電子智能設(shè)備。學(xué)生將在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)模擬開發(fā)一套規(guī)范的生物電子系統(tǒng)，提交報(bào)告，進(jìn)行成果展示。

個(gè)性化研究課題參考：

植入式可穿戴醫(yī)療設(shè)備

柔性可穿戴電子器件中碳材料

可穿戴和植入式電子器件中自驅(qū)動傳感器面臨的問題

適合人群

大學(xué)生

本科階段就讀于美國Top50/英國Top10/國內(nèi)世界一流大學(xué)建設(shè)高校A類（原985高校），參考學(xué)校列表：https://shimo.im/docx/VYt6PXphKchpQ6jv/ 《菁英班學(xué)生院校列表-大學(xué)》； GPA3.5分以上，托福90分以上，雅思6.5以上；電子工程、生物電子學(xué)等專業(yè)或者希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生；對可植入與可穿戴生物電子醫(yī)療技術(shù)研究感興趣的學(xué)生；學(xué)生需要具備物理、化學(xué)、工程學(xué)基礎(chǔ)

導(dǎo)師介紹

劍橋大學(xué)講席終身正教授

George導(dǎo)師現(xiàn)任劍橋大學(xué)生物電子學(xué)菲利普親王教席（Prince Philip Professor），為紀(jì)念愛丁堡公爵、菲利普親王擔(dān)任劍橋大學(xué)校長25周年設(shè)立菲利普親王教席，是劍橋大學(xué)級別最高的教授席位之一。前康奈爾大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)系終身教授，曾任康奈爾納米科技的Lester B. Knight總監(jiān)。George導(dǎo)師的研究聚焦生物電子學(xué)，包括與大腦交接的設(shè)備植入與人體皮膚設(shè)備的設(shè)計(jì)，目的是了解和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病和腦癌。榮獲紐約科學(xué)學(xué)會(New York Academy of Sciences)布拉瓦尼克獎(jiǎng)（表彰在化學(xué)、生命科學(xué)、物理與工程領(lǐng)域有杰出貢獻(xiàn)和突出成就的三位科學(xué)家）、美國國家科學(xué)基金會科研獎(jiǎng)金。他是材料研究學(xué)會和皇家化學(xué)學(xué)會成員，在國際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表引用量高達(dá)28,500，h-index為91。

任職學(xué)校

劍橋大學(xué)建校于1209年，是世界范圍內(nèi)歷史最為悠久的大學(xué)之一，英國Top2名校，G5名校之一。劍橋大學(xué)享有世界聲譽(yù)，在英國社會和高等教育系統(tǒng)中具有極其重要的地位，同時(shí)具有廣泛的世界性影響。許多青年學(xué)子都以到劍橋大學(xué)深造為理想。劍橋大學(xué)在2020年QS世界大學(xué)綜合排名位列第7。

項(xiàng)目大綱

生物電子簡介：可植入/可穿戴/離體電子設(shè)備、神經(jīng)系統(tǒng)功能、其他電活性組織、電化學(xué)原理 Introduction to bioelectronics

電生理學(xué)及生物傳感器 Electrophysiology and biosensing

植入式系統(tǒng)：心臟起搏器、耳蝸植入物、視網(wǎng)膜植入物、腦深部刺激器、脊髓刺激器、腦-機(jī)接口、PNS刺激器、電晶體、植入式藥物輸送系統(tǒng)、異物反應(yīng) Implantable systems

可穿戴系統(tǒng): 電子皮膚、汗液生物傳感 Wearable systems

離體系統(tǒng)：In vitro devices

項(xiàng)目回顧與成果展示Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時(shí)間安排與收獲

7周在線小組科研學(xué)習(xí)+5周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí)

學(xué)術(shù)報(bào)告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單