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- 難以察覺(jué)的薄膜傳感器，可記錄運(yùn)動(dòng)和觸摸感
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/11/26
聚氨酯和金傳感器可以抵抗剪切力和摩擦。圖片來(lái)源：2020 Someya等。
研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種超薄壓力傳感器，該傳感器可以直接連接到皮膚上，并可以測(cè)量手指與物體的相互作用方式，從而為醫(yī)療和技術(shù)應(yīng)用提供有用的數(shù)據(jù)。該傳感器對(duì)使用者的靈敏度和握持物體的能力影響最小，并且耐摩擦干擾。該小組還希望他們的傳感器可以用于數(shù)字化存檔工藝工人技能的新穎任務(wù)。
研究人員希望記錄與手和手指相關(guān)的運(yùn)動(dòng)和其他物理細(xì)節(jié)的原因有很多。我們的雙手是我們與物料和我們的直接環(huán)境進(jìn)行直接交互和操縱的主要工具。通過(guò)記錄雙手執(zhí)行各種任務(wù)的方式，它可以幫助運(yùn)動(dòng)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究人員以及神經(jīng)工程學(xué)等等。但是捕獲這些數(shù)據(jù)并不容易。
東京大學(xué)Someya Group的講師Sunghoon Lee說(shuō)：“我們的指尖非常敏感-如此敏感，以至于只有幾分之一米厚的超薄塑料箔足以影響某人的感覺(jué)�！耙虼耍糜谑种傅目纱┐鱾鞲衅鞅仨毞浅１ ５@顯然使其非常脆弱，并且容易因摩擦或反復(fù)的物理動(dòng)作而損壞。為了克服這一問(wèn)題，我們創(chuàng)建了一種特殊的功能材料，它既薄又多孔，稱為納米網(wǎng)格傳感器�！�
Lee和他的團(tuán)隊(duì)為傳感器制造了兩種層。這兩層都是通過(guò)稱為電紡絲的過(guò)程制成的，該過(guò)程類似于蜘蛛網(wǎng)的蜘蛛網(wǎng)。一種是聚氨酯絕緣網(wǎng)，纖維的厚度約為200納米至400納米，約為人發(fā)厚度的五十分之一。第二層是形成模板的線狀網(wǎng)絡(luò)，形成傳感器的功能電子組件。它是由金制成的，并使用聚乙烯醇的支撐架，該支撐架通常在隱形眼鏡中發(fā)現(xiàn)，制造后將其洗去，只留下其支撐的金痕跡。多層結(jié)合形成一個(gè)功能壓力和運(yùn)動(dòng)傳感器。
“我們?cè)?8個(gè)測(cè)試對(duì)象的幫助下，對(duì)傳感器進(jìn)行了一系列嚴(yán)格的測(cè)試，” Lee說(shuō)�！八麄冏C實(shí)，與沒(méi)有安裝傳感器的相同任務(wù)相比，傳感器是不易察覺(jué)的，并且既不會(huì)影響通過(guò)摩擦抓握物體的能力，也不會(huì)影響感知的靈敏度。這正是我們所希望的結(jié)果�！�
該傳感器比人的頭發(fā)細(xì)得多，并且不影響靈敏度。圖片來(lái)源：?2020 Someya等。
這是世界上首次成功展示了對(duì)皮膚敏感度沒(méi)有影響的指尖安裝傳感器。而且，即使在用100千帕斯卡（大致相當(dāng)于大氣壓）的力摩擦表面后，該傳感器也能保持其作為壓力傳感器的性能300倍而不會(huì)破裂。團(tuán)隊(duì)希望看到的一種新穎的應(yīng)用是對(duì)工匠乃至高技能外科醫(yī)生的工作進(jìn)行數(shù)字化存檔。如果可以記錄這些過(guò)程，則可以訓(xùn)練機(jī)器如何以比以往更大的保真度執(zhí)行任務(wù)。
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