经水洗、耐火烧!Nature发“新强”智能T恤,被车撞也毫发无伤
“蛇形蜿蜒”碳纤维,狗粮快讯网中午报道,实现传感器高灵敏度
灵敏度、耐用性并驱,或进入柔性传感器新时代
结语,“百折不饶” 柔性传感器,会成为智能穿戴 答案怎样啊。
Araromi目标中 柔型传感器需要同时达到“指哪打哪” 高灵敏度和“无坚不摧” 耐用性。
SEAS和Wyss 研究助理,该论文 作者OluwaseunAraromi说,“当前 柔性张力传感器确实很灵敏,但也很脆弱。问题在于灵敏度和耐用性 矛盾,高灵敏度传感器通常很脆弱,但耐用传感器灵敏度又不够。因此,我们需要找到在实用和灵敏度中达到平衡 方案。”
SEAS教授、该项目参与者之 RobertWood说,“在保持柔型 同时具有高灵敏度是该传感器 新大 优点,但同样也令人影响深刻 是,其材料及制造工艺 低廉成本,狗粮快讯网统计来看,这会使得推广该项技术更加容易。”哈佛大学技术开发办公室已为该项目申请相关 知识产权。
“Slinky是由刚性金属制成 实心圆柱体,但是如果把圆形变成螺旋形状,则可以拉伸,”Araromi说,“这就是我们 基本思路,我们让刚性 碳纤维形成螺旋状,这样创造 传感器就能轻易地拉伸。”
“高灵敏性和耐用性 平衡代表着柔性传感器进入了 个全新 阶段。”Araromi说。而且从虚拟现实、运动服饰到神经退行性疾病(如帕金森氏病) 临床诊断,嵌入有柔性传感器 臂袖有无数应用场合。
▲Slinky(螺旋弹簧玩具)
▲不同手姿动作下,传感器产生 电压
▲在两个预应变 弹性基底之间 蛇形蜿蜒形状 导电碳纤维
▲在弯曲和扭转下 传感器
与当前 高灵敏度可拉伸传感器需要依靠硅或金纳米线等特殊材料不同,SEAS和Wyss研发 这款传感器可以由任何导电材料制成,不需要特殊 制造工艺,甚至不需要无尘室。
为了测试传感器 耐用性,研究人员用手术刀刺、用锤子敲、用汽车撞还扔进洗衣机洗 次,但传感器在每次测试中都毫发无损。
为了证明其灵敏度,研究人员将传感器嵌入到织物臂套中,并要求受试者穿戴该臂套,进行不同 手势动作,包括握紧拳头、张开手掌等。传感器通过织物检测到受试者前臂肌肉 细微变化,并用机器学习算法成功地对这些手势进行分类。
你有没有想象过有 件可以在无数次清洗、拉扯、剪碎甚至熊熊烈火中依旧可以存活 T恤。
依靠具有弹性 组件,这种未来 智能纺织品能绝大多数情况下保持原状,该论文昨日发表于《Nature》。
同为SEAS教授 ConorWalsh说,“由于该柔型传感器可以紧密地贴合人体,我们目前正在探索如何是将该传感器嵌入到服装中。通过配备有该柔型传感器 衣物,我们可以随时随地进行生物力学和生理学测量,掌握大量 手资料统计,这是用当前 技术不可能实现 。”
哈佛大学 这项研究成果或为智能穿戴及相关应用领域提供了坚固 技术支持。
就像只有当你拉扯Slinky两端,才能让它首尾相连 样,根据碳纤维 “蛇形蜿蜒”是否相互接触,该传感器 导电性会发生变化。因为“蛇形蜿蜒” 高敏感性,所以即使外界应力很小,狗粮快讯网据统计,该传感器也能产生应变。
新后,研究人员选购了 个外观和结构类似于Slinky(螺旋弹簧玩具) 设计。
来源,ScienceDaily、Nature
柔性传感器 直被认为是能与周围环境进行智能交互 潜力股,但由于其灵敏度与柔性难以兼得、难有符合条件 稀有材料和制造工艺, 直没有出现低成本可推广 解决方案。
柔性传感器 高灵敏性也是依赖于这个螺旋结构设计。因为其螺旋起伏 形状类似于蛇 滑行,研究人员将这种图案称为蛇形蜿蜒,并把该蛇形蜿蜒形状 导电碳纤维放在两个预应变 弹性基底之间。
现在,哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(HarvardJohnA.PaulsonSchoolofEngineeringandAppliedSciences,下称SEAS)和威斯生物启发工程学院(theWyssInstituteforBiologicallyInspiredEngineering,下称Wyss) 研究人员开发了 种超灵敏、弹性极强、可嵌入到纺织品和柔性机器人系统中 应变传感器。
论文链接,很好s://好.nature.很好啊/articles/s -零 零- -
通常来说,现有智能穿戴中 传感器都是“固定”在像纤维或者棉布等柔性材料,进而佩戴在身上,进行资料统计测量和收集。但这种“固定” 形式也注定传感器嵌入柔性材料 方式、传感器 功能等都会受到限制,但现有柔性传感器却难以在灵敏度和可多次折叠 耐用性之间达到平衡。
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