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新型柔性電容傳感器:可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)人體細(xì)微運(yùn)動(dòng)!

發(fā)布時(shí)間:2017-07-31 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】最近,來(lái)自美國(guó)哈佛大學(xué)維斯生物啟發(fā)工程研究所和約翰·保爾森工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出一種高度靈敏的柔性電容傳感器。它由硅膠和織物組成,能夠隨著人體運(yùn)動(dòng)和彎曲,準(zhǔn)確自如地監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)情況。
 
新型柔性電容傳感器:可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)人體細(xì)微運(yùn)動(dòng)!
新型柔性電容傳感器:可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)人體細(xì)微運(yùn)動(dòng)!
(圖片來(lái)源:哈佛大學(xué)維斯研究所)
 
這項(xiàng)研究的論文發(fā)表于最新一期的《高級(jí)材料技術(shù)》雜志,且該協(xié)議成為了哈佛生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室柔性機(jī)器人工具包的一部分。
 
技術(shù)
 
新型柔性電容傳感器:可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)人體細(xì)微運(yùn)動(dòng)!
 
工藝
 
這種混合傳感器的優(yōu)越性能來(lái)源于它的新型制造工藝。通過(guò)這種制造工藝,織物通過(guò)另外一層的液態(tài)硅膠,連接于硅膠核心的兩端。這種方法讓硅膠可以填滿(mǎn)織物中的空氣間隙,機(jī)械地將它鎖在硅膠上,從而增加了用來(lái)分散張力和存儲(chǔ)電容的表面區(qū)域。
 
這種硅膠與織物的混合物,通過(guò)充分利用這兩種材料的特性,提高了對(duì)于運(yùn)動(dòng)的靈敏度。在拉升時(shí),這種強(qiáng)韌、連鎖的織物纖維能夠幫助硅膠限制其形變的程度;而當(dāng)拉力撤銷(xiāo)時(shí),硅膠則可以幫助織物恢復(fù)其原有的形狀。最后,柔軟的細(xì)線(xiàn)通過(guò)熱封膠帶,永遠(yuǎn)連接著這種導(dǎo)電織物,讓來(lái)自傳感器的電氣信息無(wú)需又硬又笨重的接口,就可以傳輸?shù)诫娐飞稀?/div>
 
實(shí)驗(yàn)
 
新型柔性電容傳感器:可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)人體細(xì)微運(yùn)動(dòng)!
新型柔性電容傳感器:可準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)人體細(xì)微運(yùn)動(dòng)!
(圖片來(lái)源:哈佛大學(xué)維斯研究所)
 
SEAS 生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的研究生、論文的合著者之一Vanessa Sanchez 解釋道:
 
“我們的傳感器更高的靈敏度,意味著它具有區(qū)分更細(xì)微運(yùn)動(dòng)的能力,例如從一端到另外一端,輕微地移動(dòng)手指,而不是簡(jiǎn)單地張開(kāi)整個(gè)手或者握緊拳頭。”
 
價(jià)值
 
對(duì)于這項(xiàng)創(chuàng)新研究的價(jià)值,我們來(lái)看看專(zhuān)家們?cè)趺凑f(shuō)。
 
論文的作者、維斯研究所的核心教員、SEAS 工程和應(yīng)用科學(xué)副教授 John L. Loeb稱(chēng):
 
“對(duì)于這個(gè)傳感器,我們感到非常興奮。因?yàn)樗杉徔椘分瞥桑蕴焐头浅_m合集成到織物中,成為‘智能’機(jī)器人服裝。”
 
論文的合著者之一、維斯研究所的博士后研究員 Ozgur Atalay 稱(chēng):
 
“另外,我們已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種統(tǒng)一的批量生產(chǎn)工藝,讓我們能夠創(chuàng)造出定制形狀的傳感器,共享統(tǒng)一的特性,并且可以根據(jù)給定的應(yīng)用進(jìn)行快速制造。”
 
雖然這項(xiàng)研究還處于概念驗(yàn)證階段,但是團(tuán)隊(duì)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向感到充滿(mǎn)信心。Walsh 說(shuō):
 
“這項(xiàng)研究代表,我們對(duì)于在機(jī)器人系統(tǒng)中利用織物技術(shù)的興趣日益增長(zhǎng),并且我們看到‘在戶(hù)外環(huán)境中’捕捉運(yùn)動(dòng)的廣闊前景,例如可監(jiān)測(cè)身體活動(dòng)能力的運(yùn)動(dòng)服,或者在家中監(jiān)測(cè)病人的柔性醫(yī)療設(shè)備。另外,這些傳感器與基于織物的柔性制動(dòng)器相結(jié)合,能讓新型機(jī)器人系統(tǒng)真正地模仿服裝。”
 
來(lái)源:IntelligentThings
 
 
 
 
 
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