科學家發(fā)現(xiàn)，人通過神經(jīng)元控制身體各組織器官，會產(chǎn)生生物電信號，這種信號中載有人的行為信息，能夠直接反映人的意圖。科學家通過解碼人體生物電信號，從而試圖識別人的“意念”，進而讓機器按人的想法工作——這方面研究已成為人機交互研究的熱點之一。

目前來說，廣泛關(guān)注的生物電信號包括肌電（Electromyography，EMG）、腦電（Electroencephalography，EEG）以及眼電（Electrooculography，EOG）等。

研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)截肢患者都存在一種幻覺，認為因截肢而失去的肢體依然存在，這被稱為“幻肢感”。比如，他們可以想象失去的肢體還可以拿取物品，甚至感受到疼痛等。當截肢者通過想象，用他們的幻肢做某一動作時，大腦產(chǎn)生的運動神經(jīng)信號使得殘存的肌肉收縮，產(chǎn)生肌電信號。

由于表面肌電信號（Surface EMG，sEMG）蘊含信息豐富，采集技術(shù)相對成熟，并且是無創(chuàng)采集，因而受到眾多研究者青睞。據(jù)了解，表面肌電信號是一種非平穩(wěn)的微電信號，它一般在肢體運動前30—150毫秒產(chǎn)生。

中國科學院自動化研究所復雜系統(tǒng)管理與控制國家重點實驗室副研究員王衛(wèi)群解讀識別肌電信號控制假肢的原理：通過貼在肌肉表面的電極片感受肌肉收縮時產(chǎn)生的電信號，進而通過電信號強弱與假肢關(guān)節(jié)運動量的對應(yīng)關(guān)系來控制假肢連續(xù)運動，或者當電信號超過一定閾值時產(chǎn)生關(guān)節(jié)動作。王衛(wèi)群說，通過肌電信號控制智能假肢存在的問題在于，肌電信號非常微弱且不穩(wěn)定，“例如容易受脂肪厚度、出汗、溫度、毛發(fā)等因素影響”。

另外，對于殘障人士來說，“意念”控制假肢并不僅僅是安裝即用，還要進行較長時間的訓練。訓練的過程，即是建立肌電信號與假肢關(guān)節(jié)運動的對應(yīng)關(guān)系。“這可以通過建立數(shù)學物理模型等方式來實現(xiàn)，但是由于肌電信號及模型的復雜性，需要采集足夠的數(shù)據(jù)樣本來訓練模型，才能實現(xiàn)肌電信號對假肢的在線控制，因此訓練時間較長。”