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柔性可穿戴电子器件取得进展

当前人工智能快速发展,各种类人功能智能机器人层出不穷,触觉感知是人类和未来智能机器探索物理世界的基础性功能之一,发展具有触觉功能的仿生电子皮肤柔性感知器件,并实现器件与柔软组织间的机械匹配性具有重要的科学意义和应用价值。

近日,受指纹能够感知物体表面纹理的启发,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张珽研究团队在前期研究基础上,采用内外兼具金字塔敏感微结构的柔性薄膜衬底及单壁碳纳米管导电薄膜,设计并制备了具有宽检测范围、高灵敏度的叠层结构柔性振动传感器件,并建立了其摩擦物体表面时振动频率与物体表面纹理粗糙度的模型。相关研究成果被《先进科学新闻》报道。

张珽表示,该柔性仿生指纹传感器可应用于物体表面精细纹理或者粗糙度的精确辨别,最低可检测15微米×15微米的纹路,超过手指指纹50微米×50微米的辨识能力。“同时还能够实现对切应力及盲文字母等高灵敏检测与识别,这些特性将在机器人电子皮肤的触觉感知、智能机械手等方面有重要潜在应用。”他说。

与此同时,作为柔性可穿戴电子,器件与柔软组织间的机械不匹配是该领域需要解决的关键科学问题之一。针对上述关键科学问题,该团队研发了一种具有褶皱核鞘结构的纤维状超延展柔性应变传感器。该传感器在全工作范围内有高灵敏度,对微弱应变和大应变都有良好的响应。

这些优异的性能赋予了超延展应变传感器对微小肌肉运动以及大范围的关节运动实时监测的能力,同时也可应用于植入医疗,如用于数字化评定肌腱康复。该研究成果近期发表于《尖端科学》。

(来源:中国科学报)

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