人機(jī)界面是人與機(jī)器之間傳遞、交換信息的重要媒介和對(duì)話接口,能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。人機(jī)界面包括皮層微電極、可穿戴傳感器、外掛輔助設(shè)備等。通過(guò)這些設(shè)備,人們的想法可以很容易地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器可執(zhí)行的動(dòng)作指令。為了實(shí)現(xiàn)多功能的人機(jī)交互,常用的做法是采用多個(gè)集成化的傳感器陣列。這種做法通常存在著制備流程步驟多、信號(hào)處理布線多、能耗高等不足之處。為了實(shí)現(xiàn)舒適的穿戴體驗(yàn),可穿戴設(shè)備需要具有高度的可拉伸性。此外,當(dāng)器件受到形變拉伸時(shí),器件能否繼續(xù)穩(wěn)定工作也需要進(jìn)一步考慮。

近日,中國(guó)與新加坡科研人員提出了一種分層電接觸結(jié)構(gòu),通過(guò)一種彎曲可自由變形的導(dǎo)電針線,研制出了高度可拉伸、變形不敏感的仿生觸摸定位傳感器。不需要集成多個(gè)傳感器,通過(guò)所研制的一個(gè)器件就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)感知、傳輸、識(shí)別等功能一體化。相關(guān)研究成果以A highly stretchable and deformation-insensitive bionic electronic exteroceptive neural sensor for human-machine interfaces為題發(fā)表在國(guó)際知名期刊Nano Energy上(影響因子16.602,一區(qū)TOP)。該研究人員包括新加坡南洋理工大學(xué)鄭元謹(jǐn)教授(Yuanjin Zheng)、華南理工大學(xué)徐向民教授(Xiangmin Xu)等。

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),這種仿生觸摸定位傳感器拉伸不敏感性達(dá)到100%,具有超過(guò)15000次的循環(huán)測(cè)試穩(wěn)定性、小于15ms的快速響應(yīng)時(shí)間。器件可以自由剪切,實(shí)現(xiàn)定制化構(gòu)建。通過(guò)數(shù)模信號(hào)轉(zhuǎn)換和無(wú)線通信技術(shù),研究團(tuán)隊(duì)展示這種可穿戴觸摸定位傳感器在無(wú)人機(jī)和智能家居的潛在應(yīng)用,為高性能多功能一體化可穿戴設(shè)備的研究提供了重要的樣本。

南洋理工大學(xué)鄭元謹(jǐn)教授等研制出可拉伸、變形不敏感仿生觸摸定位傳感器

圖1、可拉伸、變形不敏感仿生觸摸定位傳感器概念圖與工作原理圖

南洋理工大學(xué)鄭元謹(jǐn)教授等研制出可拉伸、變形不敏感仿生觸摸定位傳感器

圖2、研究人員展示所研制的傳感器具有可剪切特性

南洋理工大學(xué)鄭元謹(jǐn)教授等研制出可拉伸、變形不敏感仿生觸摸定位傳感器?南洋理工大學(xué)鄭元謹(jǐn)教授等研制出可拉伸、變形不敏感仿生觸摸定位傳感器

圖3、可以定制成不同的手帶、手環(huán)用于無(wú)人機(jī)和智能家居的交互控制

 

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https://authors.elsevier.com/a/1b-pF7soS7xsEy?(Nano Energy)

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https://www.nature.com/articles/s41467-019-14214-x (Nature Communications)

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