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傳感新品
【廣西大學:研發(fā)可穿戴的摩擦電觸覺傳感器】
提供可見光反饋的觸覺傳感器在快速發(fā)展的可穿戴顯示器、電子皮膚和生物醫(yī)學等領域變得越來越重要。然而,傳感器信號的獲取、傳輸與表達仍然面臨很大挑戰(zhàn)。例如為了模擬真實的觸覺系統(tǒng),一個覆蓋的機器人需要數(shù)千個皮膚傳感及反饋元件,如何構建傳感器及電路布線引起了廣泛的研究興趣。很明顯,可視化觸覺傳感器仍然需要克服幾個顯著的障礙:傳感器的密度,供能方式,設備的便攜性以及生物兼容性。包括材料、人工智能等多個領域交叉融合的研究人員正在努力突破這些限制。
近日,廣西大學聶雙喜教授團隊報道了一種新型的可視化觸覺傳感器,實現(xiàn)了無需外接電源的自供電觸覺反饋。為了使傳感器擺脫能耗的困擾,研究人員基于生物質(zhì)材料優(yōu)異的摩擦電特性,賦予此類傳感器的自供電性能(開路電壓可達1327 V)。隨后將其與可視化元件進行有源矩陣集成,構建了可以實現(xiàn)手部應力強度反饋以及抓取狀態(tài)感知的可穿戴觸覺傳感器。
為了使設備更便于穿戴,傳感器的設計應盡可能微小型化,這意味著傳感器的摩擦面積遠小于傳統(tǒng)的摩擦納米發(fā)電機(TENG),通過微型TENG驅(qū)動可視化元件(LED)相對困難。因此,采用折紙技術和表面工程的組合工藝構造了具有多層堆疊結構的類X型TENG(X-TENG),充分利用材料的多維度摩擦電效應。由于殼聚糖-NH 2和特氟龍-F的電子親和力不同,在觸摸應力的作用下電子由殼聚糖摩擦層向特氟龍摩擦層轉移。通過外接感應電極可以收集這種電子轉移過程,并連接LED實現(xiàn)手掌按壓的可見光反饋。
來源:傳感器專家網(wǎng)