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新型柔性电容传感器:可准确监测人体细微运动!

发布时间:2017-07-31 责任编辑:wenwei

【导读】最近,来自美国哈佛大学维斯生物启发工程研究所和约翰·保尔森工程和应用科学学院的研究团队创造出一种高度灵敏的柔性电容传感器。它由硅胶和织物组成,能够随着人体运动和弯曲,准确自如地监测人体运动情况。
 
新型柔性电容传感器:可准确监测人体细微运动!
新型柔性电容传感器:可准确监测人体细微运动!
(图片来源:哈佛大学维斯研究所)
 
这项研究的论文发表于最新一期的《高级材料技术》杂志,且该协议成为了哈佛生物设计实验室柔性机器人工具包的一部分。
 
技术
 
新型柔性电容传感器:可准确监测人体细微运动!
 
工艺
 
这种混合传感器的优越性能来源于它的新型制造工艺。通过这种制造工艺,织物通过另外一层的液态硅胶,连接于硅胶核心的两端。这种方法让硅胶可以填满织物中的空气间隙,机械地将它锁在硅胶上,从而增加了用来分散张力和存储电容的表面区域。
 
这种硅胶与织物的混合物,通过充分利用这两种材料的特性,提高了对于运动的灵敏度。在拉升时,这种强韧、连锁的织物纤维能够帮助硅胶限制其形变的程度;而当拉力撤销时,硅胶则可以帮助织物恢复其原有的形状。最后,柔软的细线通过热封胶带,永远连接着这种导电织物,让来自传感器的电气信息无需又硬又笨重的接口,就可以传输到电路上。
 
实验
 
新型柔性电容传感器:可准确监测人体细微运动!
新型柔性电容传感器:可准确监测人体细微运动!
(图片来源:哈佛大学维斯研究所)
 
SEAS 生物设计实验室的研究生、论文的合著者之一Vanessa Sanchez 解释道:
 
“我们的传感器更高的灵敏度,意味着它具有区分更细微运动的能力,例如从一端到另外一端,轻微地移动手指,而不是简单地张开整个手或者握紧拳头。”
 
价值
 
对于这项创新研究的价值,我们来看看专家们怎么说。
 
论文的作者、维斯研究所的核心教员、SEAS 工程和应用科学副教授 John L. Loeb称:
 
“对于这个传感器,我们感到非常兴奋。因为它由纺织品制成,所以天生就非常适合集成到织物中,成为‘智能’机器人服装。”
 
论文的合著者之一、维斯研究所的博士后研究员 Ozgur Atalay 称:
 
“另外,我们已经设计出一种统一的批量生产工艺,让我们能够创造出定制形状的传感器,共享统一的特性,并且可以根据给定的应用进行快速制造。”
 
虽然这项研究还处于概念验证阶段,但是团队对于这项技术未来的发展方向感到充满信心。Walsh 说:
 
“这项研究代表,我们对于在机器人系统中利用织物技术的兴趣日益增长,并且我们看到‘在户外环境中’捕捉运动的广阔前景,例如可监测身体活动能力的运动服,或者在家中监测病人的柔性医疗设备。另外,这些传感器与基于织物的柔性制动器相结合,能让新型机器人系统真正地模仿服装。”
 
来源:IntelligentThings
 
 
 
 
 
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