【導(dǎo)讀】最近，來自美國哈佛大學(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。
（圖片來源：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)
工藝
這種混合傳感器的優(yōu)越性能來源于它的新型制造工藝。通過這種制造工藝，織物通過另外一層的液態(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)線通過熱封膠帶，永遠(yuǎn)連接著這種導(dǎo)電織物，讓來自傳感器的電氣信息無需又硬又笨重的接口，就可以傳輸?shù)诫娐飞稀?/div>
實(shí)驗(yàn)
（圖片來源：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，我們來看看專家們?cè)趺凑f。
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：
“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?，所以天生就非常適合集成到織物中，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：
“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)未來的發(fā)展方向感到充滿信心。Walsh 說：
“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，并且我們看到‘在戶外環(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。”
來源：IntelligentThings
推薦閱讀：
