人機(jī)界面是人與機(jī)器之間傳遞、交換信息的重要媒介和對話接口，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換。人機(jī)界面包括皮層微電極、可穿戴傳感器、外掛輔助設(shè)備等。通過這些設(shè)備，人們的想法可以很容易地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器可執(zhí)行的動作指令。為了實(shí)現(xiàn)多功能的人機(jī)交互，常用的做法是采用多個(gè)集成化的傳感器陣列。這種做法通常存在著制備流程步驟多、信號處理布線多、能耗高等不足之處。為了實(shí)現(xiàn)舒適的穿戴體驗(yàn)，可穿戴設(shè)備需要具有高度的可拉伸性。此外，當(dāng)器件受到形變拉伸時(shí)，器件能否繼續(xù)穩(wěn)定工作也需要進(jìn)一步考慮。
近日，中國與新加坡科研人員提出了一種分層電接觸結(jié)構(gòu)，通過一種彎曲可自由變形的導(dǎo)電針線，研制出了高度可拉伸、變形不敏感的仿生觸摸定位傳感器。不需要集成多個(gè)傳感器，通過所研制的一個(gè)器件就可以實(shí)現(xiàn)信號感知、傳輸、識別等功能一體化。相關(guān)研究成果以A highly stretchable and deformation-insensitive bionic electronic exteroceptive neural sensor for human-machine interfaces為題發(fā)表在國際知名期刊Nano Energy上（影響因子16.602，一區(qū)TOP）。該研究人員包括新加坡南洋理工大學(xué)鄭元謹(jǐn)教授（Yuanjin Zheng）、華南理工大學(xué)徐向民教授（Xiangmin Xu）等。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，這種仿生觸摸定位傳感器拉伸不敏感性達(dá)到100%，具有超過15000次的循環(huán)測試穩(wěn)定性、小于15ms的快速響應(yīng)時(shí)間。器件可以自由剪切，實(shí)現(xiàn)定制化構(gòu)建。通過數(shù)模信號轉(zhuǎn)換和無線通信技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)展示這種可穿戴觸摸定位傳感器在無人機(jī)和智能家居的潛在應(yīng)用，為高性能多功能一體化可穿戴設(shè)備的研究提供了重要的樣本。
圖1、可拉伸、變形不敏感仿生觸摸定位傳感器概念圖與工作原理圖
圖2、研究人員展示所研制的傳感器具有可剪切特性
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圖3、可以定制成不同的手帶、手環(huán)用于無人機(jī)和智能家居的交互控制
相關(guān)視頻與全文免費(fèi)下載鏈接：
https://authors.elsevier.com/a/1b-pF7soS7xsEy?（Nano Energy）
前期相關(guān)視頻與研究工作鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-019-14214-x （Nature Communications）
