東南大學(xué)揭秘柔性傳感器的智能應(yīng)用

近日，東南大學(xué)研發(fā)的一款“電子皮膚”火了。記者實(shí)地探訪了該電子皮膚的研發(fā)團(tuán)隊(duì)——東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院吳俊教授課題組，揭秘這塊神奇“皮膚”的由來。

在東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室，記者看到了這塊神奇的“皮膚”：約食指長(zhǎng)短，同平常的紙張差不多薄，整體外觀呈碳黑色，摸起來既柔軟又光滑，仿佛人的皮膚一般！

課題組負(fù)責(zé)人、東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng)吳俊介紹，這是一款可穿戴的電子皮膚器件，學(xué)名為“水驅(qū)動(dòng)機(jī)械性能可調(diào)的全屬性凝膠電子皮膚”。“外觀呈碳黑色，是因?yàn)檫x用了一種特殊復(fù)合材料。該電子皮膚器件不僅具備人體皮膚的刺激感知能力，而且具備可拉伸、弱酸性和自治愈性，還可以實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、壓力等多信息的集成耦合，其最新成果已經(jīng)在國際著名學(xué)術(shù)期刊《ACS Nano》發(fā)表?！?/p>

初步實(shí)現(xiàn)了多屬性的皮膚功能，后續(xù)的研究工作將如何開展？吳俊介紹：“接下來我們需要進(jìn)一步分析電子皮膚接收到的刺激源，其輸出的電信號(hào)代表的是溫度信息還是壓力信息，是高頻壓力信息還是低頻壓力信息等方方面面。這就是解耦的過程，解耦完成后，我們還需要有一個(gè)融合理解的過程?！?/p>

據(jù)悉，現(xiàn)有機(jī)器人主要依靠視覺信號(hào)來建立對(duì)周邊環(huán)境的的認(rèn)知，當(dāng)機(jī)器人穿上這層“電子皮膚”，經(jīng)過解耦和融合的算法處理后，將賦予機(jī)器人多維度的感知能力，尤其是讓它能夠通過“觸覺”，構(gòu)建對(duì)周邊環(huán)境的理解。吳俊也表示，柔性觸覺感知是非常前沿的領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的這款“皮膚”距離真正的應(yīng)用還有很長(zhǎng)的距離。

從剛性到柔性的突破，極大拓展了傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景。除了智能穿戴，還可應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的疾病診斷、健康監(jiān)測(cè)等，課題組的另一項(xiàng)應(yīng)用——眼睛植入式器件便是這個(gè)方向。現(xiàn)場(chǎng)，吳俊教授用一個(gè)白色的人眼仿真模型做了演示。

“我們?cè)趥鹘y(tǒng)的隱形眼鏡里植入我們的柔性傳感器件，可以實(shí)時(shí)捕捉眼壓的異常波動(dòng)，這便解決了臨床上一個(gè)很大的問題——由于我們眼壓的異常波動(dòng)通常是間歇性的、不可捕捉的，那么在青光眼爆發(fā)的中早期，眼壓的異常波動(dòng)是唯一的線索。”

觸覺傳感器被列為與***、芯片并列的關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)之一，可與生物神經(jīng)系統(tǒng)交互的觸覺電子皮膚更是對(duì)智能機(jī)器人、義肢、人體增強(qiáng)、新型人機(jī)界面至關(guān)重要。

“致力于前沿研究，以創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，是東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院始終堅(jiān)持的方向?！睂W(xué)院黨委書記江雪華表示，學(xué)院一直以祖國需要為出發(fā)點(diǎn)，圍繞國家重大戰(zhàn)略和人民生命健康需求籌建十余個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，“電子科學(xué)與工程學(xué)院近年來圍繞新型顯示、集成電路、微納制造、柔性電子、智能傳感、光通信等領(lǐng)域，鼓勵(lì)青年教師骨干建立多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，將知識(shí)和科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，把論文寫在祖國大地上，把科技成果應(yīng)用在建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的偉大事業(yè)中。”

審核編輯 ：李倩