新型柔性電容傳感器:可準確監測人體細微運動!
發布時間:2017-07-31 責任編輯:wenwei
【導讀】最近,來自美國哈佛大學維斯生物啟發工程研究所和約翰·保爾森工程和應用科學學院的研究團隊創造出一種高度靈敏的柔性電容傳感器。它由矽膠和織物組成,能夠隨著人體運動和彎曲,準確自如地監測人體運動情況。


(圖片來源:哈佛大學維斯研究所)
這項研究的論文發表於最新一期的《高級材料技術》雜誌,且該協議成為了哈佛生物設計實驗室柔性機器人工具包的一部分。
技術

工藝
這(zhe)種(zhong)混(hun)合(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)優(you)越(yue)性(xing)能(neng)來(lai)源(yuan)於(yu)它(ta)的(de)新(xin)型(xing)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)。通(tong)過(guo)這(zhe)種(zhong)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi),織(zhi)物(wu)通(tong)過(guo)另(ling)外(wai)一(yi)層(ceng)的(de)液(ye)態(tai)矽(gui)膠(jiao),連(lian)接(jie)於(yu)矽(gui)膠(jiao)核(he)心(xin)的(de)兩(liang)端(duan)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)讓(rang)矽(gui)膠(jiao)可(ke)以(yi)填(tian)滿(man)織(zhi)物(wu)中(zhong)的(de)空(kong)氣(qi)間(jian)隙(xi),機(ji)械(xie)地(di)將(jiang)它(ta)鎖(suo)在(zai)矽(gui)膠(jiao)上(shang),從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)了(le)用(yong)來(lai)分(fen)散(san)張(zhang)力(li)和(he)存(cun)儲(chu)電(dian)容(rong)的(de)表(biao)麵(mian)區(qu)域(yu)。
這種矽膠與織物的混合物,通過充分利用這兩種材料的特性,提高了對於運動的靈敏度。在拉升時,這種強韌、連鎖的織物纖維能夠幫助矽膠限製其形變的程度;erdanglalichexiaoshi,guijiaozekeyibangzhuzhiwuhuifuqiyuanyoudexingzhuang。zuihou,rouruandexixiantongguorefengjiaodai,yongyuanlianjiezhezhezhongdaodianzhiwu,ranglaizichuanganqidedianqixinxiwuxuyouyingyoubenzhongdejiekou,jiukeyichuanshudaodianlushang。
實驗


(圖片來源:哈佛大學維斯研究所)
SEAS 生物設計實驗室的研究生、論文的合著者之一Vanessa Sanchez 解釋道:
“我(wo)們(men)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)更(geng)高(gao)的(de)靈(ling)敏(min)度(du),意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)具(ju)有(you)區(qu)分(fen)更(geng)細(xi)微(wei)運(yun)動(dong)的(de)能(neng)力(li),例(li)如(ru)從(cong)一(yi)端(duan)到(dao)另(ling)外(wai)一(yi)端(duan),輕(qing)微(wei)地(di)移(yi)動(dong)手(shou)指(zhi),而(er)不(bu)是(shi)簡(jian)單(dan)地(di)張(zhang)開(kai)整(zheng)個(ge)手(shou)或(huo)者(zhe)握(wo)緊(jin)拳(quan)頭(tou)。”
價值
對於這項創新研究的價值,我們來看看專家們怎麼說。
論文的作者、維斯研究所的核心教員、SEAS 工程和應用科學副教授 John L. Loeb稱:
“對於這個傳感器,我們感到非常興奮。因為它由紡織品製成,所以天生就非常適合集成到織物中,成為‘智能’機器人服裝。”
論文的合著者之一、維斯研究所的博士後研究員 Ozgur Atalay 稱:
“另(ling)外(wai),我(wo)們(men)已(yi)經(jing)設(she)計(ji)出(chu)一(yi)種(zhong)統(tong)一(yi)的(de)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi),讓(rang)我(wo)們(men)能(neng)夠(gou)創(chuang)造(zao)出(chu)定(ding)製(zhi)形(xing)狀(zhuang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi),共(gong)享(xiang)統(tong)一(yi)的(de)特(te)性(xing),並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)給(gei)定(ding)的(de)應(ying)用(yong)進(jin)行(xing)快(kuai)速(su)製(zhi)造(zao)。”
雖然這項研究還處於概念驗證階段,但是團隊對於這項技術未來的發展方向感到充滿信心。Walsh 說:
“這項研究代表,我們對於在機器人係統中利用織物技術的興趣日益增長,並且我們看到‘在戶外環境中’捕bu捉zhuo運yun動dong的de廣guang闊kuo前qian景jing,例li如ru可ke監jian測ce身shen體ti活huo動dong能neng力li的de運yun動dong服fu,或huo者zhe在zai家jia中zhong監jian測ce病bing人ren的de柔rou性xing醫yi療liao設she備bei。另ling外wai,這zhe些xie傳chuan感gan器qi與yu基ji於yu織zhi物wu的de柔rou性xing製zhi動dong器qi相xiang結jie合he,能neng讓rang新xin型xing機ji器qi人ren係xi統tong真zhen正zheng地di模mo仿fang服fu裝zhuang。”
來源:IntelligentThings
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