Research Express
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传感皮肤

近年来,柔性软体材料由于自身具备能承受大变、高灵敏度、易阵列制造等特点,在可穿戴设备、软体机器人、健康监测系统、假肢等研究领域展现出了巨大的应用潜力。其中最为常用的就是应变传感与压力传感。离子水凝胶材料由于具备高透明度、良好的生物相容性,以其为基础制成的柔性应变传感皮肤可以均布在人手的关节位置进行身体指标的测量。项目旨在打造一款同时具备高透明度、轻薄且能与人体皮肤良好相容的应变电子皮肤系统,使得传感单元本身线性度、稳定性得到提高;同时集成可无线传输的蓝牙通信系统,根据传感数据实现对手语及字母组合的识别响应,将实测信号与底库信号进行比对,从而让识别的结果在远程手机界面上显示出来。同样,离子水凝胶材料利用超高电容机理,也可制成高电容基线和高信噪比压力传感器。该压力传感器具有优异的传感性能,可作为可穿戴电子皮肤实时监测颈动脉脉搏和心率,以及咳嗽、深浅呼吸等生理信号。单个传感单元可扩展为多点传感阵列,并为软体机器人系统提供触觉功能,当上肢截肢的残疾受试者使用肌电信号控制具有传感功能的软体假肢手按压物体时,可以接收到实时触觉反馈。

图1:集成10路水凝胶传感器的电子皮肤实物图

图2:软体机器人触觉系统

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