生物電氣接口的概念
生物電氣接口（或生物電氣界面，英文為Biotic Electric Interface，縮寫為BEI）這一概念由王海博士於2007年首次在國際上提出，這是一條生命跨越肢體和感官直通物質世界的通道。此概念的提出旨在於架起聯繫生命、物質世界和人類認知的橋樑，能夠於交叉領域間牽起一根紐帶，樹立一面旗幟，為相關交叉研究混沌與不足的研究現狀提供方向與歸屬，為相關科技產業的生長提供土壤，為人類社會貢獻累累碩果。
定義“生物電氣接口”這一概念並不容易，通俗地講：以生物體為中心，以電為媒介，以電子器件為中轉，將生物體與外界環境的能量、信息單向或雙向溝通，這就是生物電氣接口最根本的特徵。其中“電氣”泛指“電”，使用“電氣”而非“電”是為了避免出現“生物電”一詞而混淆。此外，英文使用Biotic Electric，而非bioelectric，也是因為後者的意思是“生物電的”，概念中“生物”與“電氣”是並列的關係，而不是前者修飾後者。生物電氣接口也可稱為“生物電氣界面”，但其中“接口”一詞更為實物化，體現具體設備，而“界面”一詞則較為虛擬化。
然而，許多電器都能與生物體相互作用，如電視機、空調，甚至手電筒，顯然這些電器不能一概列為生物電氣接口，生物電氣接口應具有如下屬性：
（1）生物體通過自身器官、組織來感受外界信息且作用於外界，而生物電氣接口的作用就是替代這種常規途徑，直接將生物體內部生理活動與外界環境相連，如人工視網膜、電子耳蝸，但也不意味生物電氣接口要深入生物體內或接觸生物體；
（2）生物電氣接口要建立起生物體內部生理活動與外界環境的即時聯繫，乃至建立相互感應，如EEG（腦電圖）、fMRI（功能磁共振成像），而像指紋識別、CT（計算機X射線斷層掃描）、普通MRI（磁共振成像）等則不在此列（但不意味生物電氣接口不能包含它們）。廣義上講，若系統中任何部分具有生物電氣接口的特徵，即可視該系統為生物電氣接口。
儘管用了“接口”一詞，生物電氣接口卻可以是一個大型設備乃至系統。此外，生物電氣接口不是指生物體與電器間的接口，而是指生物體與外界環境之間的電接口。生物電氣接口不僅可以連線動物體，甚至還可以連線植物、微生物等各種生物個體以及群體。比如，利用生物電氣接口可以把光合作用、生長、內環境變化等植物生理活動信息實時傳遞出來。
任何一個系統內部各環節以及與外部環境之間都在不斷地進行著物質、能量和信息的交換，生命也是如此。生命體與外界環境之間的物質、能量與信息的交換是複雜的過程，把握這一過程並非易事，然而對於人類自身卻有著重要的意義。生物電氣接口的出現為此提供了一條不比尋常的新途徑，這一接口是生命跨越肢體和感官直通物質世界的通道，是聯繫生命、物質世界和人類認知的橋樑。
生物電氣接口也是連線生命醫學科學與機電信息等工程領域的紐帶，這兩個領域歷來較難相互包容，然而歷史上二者有限的交匯時刻往往誕生出舉世矚目的成果，並極大地造福人類。生物電氣接口整合了生命、理化、機電、信息、材料等多個科學技術領域，此概念的提出為這些領域的融合與發展創造了條件，其重要性不言而喻。生物電氣接口涉及眾多技術領域及產業，各領域的發展史可視為生物電氣接口的發展史。
生物電氣接口不僅可以用來深入探究生物體的生理活動，而且能夠幫助改善和拓展生物體有限的機能，擴大生物體的活動範圍，甚至替代衰老、損傷或功能喪失的器官乃至生物體內環境，使生命的進化向著突破生物機體、突破遺傳基因的方向迅速發展。
生物電氣接口最大的特點是生物體內部與外界環境的直接互動，而無需依賴器官轉換。這種互動方式無論在範圍上、程度上還是在速度上都擴展和增強了生物體適應外界環境的能力。此外生物電氣接口還能對互動信息進行存儲和處理，這不但進一步增強了互動能力，而且為研究生命活動提供了便捷的途徑，成為人類認知的一個強有力工具。隨著時代的發展，生物電氣接口概念與產品的普及，相關產業的蓬勃興起將成為趨勢，前景廣闊、意義深遠。
王海博士在文獻 中以英文對生物電氣接口這一概念進行了初步闡述，在文獻 中首次提及這一概念的中文表述，在文獻 以中文詮釋這一概念，將相關學術用語中文化，且做進一步完善和更為廣泛的介紹。
生物電氣接口的結構
如圖，連線生物體和物質世界的結構即是生物電氣接口。其中，生物傳送器與生物體直接相連，用於將生理信息與電子信號相互轉化，分為導出型和導入型。前者也可稱為生物感測器，用於生理信息檢測，具有電磁、超聲、光學、溫度、化學、壓力等諸多檢測類型，許多常見設備如ECG（心電圖）、EEG、MEG（腦磁圖）、fMRI等都含有這一部件。後者用於將各種外部信息導入生物體，具有電流、電磁波、超聲乃至藥劑等諸多導入類型，也有很多設備如人工視網膜、人工耳蝸、心臟起搏器、紅外理療儀、睡眠儀、自動輸液器等含有這一部件。生物電氣接口可以同時具有導出型和導入型傳送器，也可以僅含有其中一種 。
信號放大與調節電路完成對信號的縮放、篩選以及合成等工作。外周設備可將信息、能量、物質單向或雙向傳遞，在生物體、生物電氣接口以及外部物質世界之間建立溝通，按工作方式可分為多種類型，如：壓力、光學、聲學等類型。中間設備是可存儲可程式的智慧型化部件，具有存儲和處理信息的能力，以電子設備為主，主要是計算機、微控制器系統等。
生物電氣接口的套用
生物電氣接口有著深厚的技術背景，相關技術在許多領域有著大量重要的套用，舉例如下。
1）醫療衛生
在醫療衛生領域，很多設備部分或整體具有生物電氣接口的特徵，其中一些已有長期的臨床套用，還有一些誕生時間不長，卻極具發展潛力。
人工心臟起搏器在心臟病治療學中有著重要地位，這種設備按照規定的程式發放電脈衝，通過導線與電極刺激心臟，使之搏動，在外界與人體之間連起了一條直接的通路。
一些可以用大腦控制的電子義肢能夠將源自神經的生物信號通過電子與機械裝置傳遞出來並使之作用於外部環境。
穿戴式生理檢測技術是一種新型的醫療檢測技術，檢測設備由穿戴式感測器、數據記錄器、基站和遠程監護中心組成，能夠長期、持續地監測患者生理信息及用於遠程會診。
無線感測器網路技術與生理檢測的結合可以將生理數據通過無線網路傳輸到監護中心，實現快速、及時的診斷與治療。
自動輸液器可以替代醫護人員進行輸液，可以將人體生化環境信息轉為藥劑干預，再反饋至人體，把人體生理活動和藥劑供給聯繫在了一起。
2）農業生產
農業作為第一產業，是人類的衣食之源、生存之本，也是國民經濟其他部門得以存在和發展的基礎，提高農業生產力對國民經濟具有非凡的意義。傳統農業已向精細農業發展，快速與準確地獲取作物生理信息已成為精細農業發展的重要基礎，生物電氣接口在這一環節同樣發揮著重要的作用。
在種植業中，生物電氣接口可以實時監控農作物的生長發育，可以深入植株內部採集生理數據並套用於作物生長環境的實時調節。
在畜牧養殖業中，生物電氣接口可以用於牲畜家禽等動物個體及群體的生理數據實時採集，生理指標實時分析，實時調節養殖方法，改善養殖環境，監測疫病等。
3）基礎研究
基礎研究是具有重大戰略意義的國家資源，重視和加強基礎研究已經成為當今世界各國科學技術發展的戰略重點。生命科學研究是基礎研究的重要方向之一，生物電氣接口在其中也發揮著重要的作用。
腦科學是20世紀的新興學科，在許多國家，腦科學研究是重要的國家級項目。腦科學研究離不開設備的支持，這類設備也發揮著生物電氣接口的作用，架起外界直通大腦的橋樑，為腦科學的發展做出了巨大的貢獻，比如：EEG、MEG（腦磁圖）、fNIRS（功能近紅外光譜成像）、fMRI、SPECT（單光子發射計算機斷層成像）、PET（正電子發射斷層成像）等。
在野生動物研究中，生物電氣接口也能發揮獨特的作用。儘管生理數據可以在野生動物被捕捉後採集，但其野外自由活動的數據往往更能真實地反映野生動物的生理指標，卻不易獲得。生物電氣接口與無線電追蹤技術以及衛星跟蹤技術的結合將有望實現這種監測。這類生物電氣接口在動物園中同樣可以得到很好的套用。
從微觀的組織胚胎髮育科學研究到巨觀的生態科學研究，生物電氣接口都是很有用的裝備，甚至不可或缺，其技術水平的提升必然有利於生命科學的發展。
4）其他
生物電氣接口在其他方面也有許多套用，並發揮良好的作用，比如在體育運動中的套用。
通過前面列舉的實例可見，生物電氣接口的套用價值與發展潛力是很可觀的。
小結
生物電氣接口涉及醫學、生物、信息、電子、機械、材料等諸多領域，套用空間廣闊，其發展及產業化極具潛在經濟價值，同時將促進相關科技領域及產業的融合與發展。該技術既是一根紐帶，又是一面旗幟，能夠為相關交叉研究提供方向與歸屬，為相關科技產業的生長提供土壤，為人類社會的發展貢獻累累碩果。可以想像，未來的生物電氣接口將更輕便、更精細、功能更強大、生物相容性更佳，並向無創化、非接觸化、無線化以及遠程化方向發展，更加方便使用。
