优化检测人类运动的可穿戴传感器,可承受高达350%的应变

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加拿大不列颠哥伦比亚大学奥肯纳根校区的研究人员开发了一种用于优化检测人类运动的可穿戴传感器,面向肌肉运动,心率和生物信号。调查结果已经发表在《Journal of Sensors and Actuators A:Physical》期刊。

 

优化检测人类运动的可穿戴传感器,可承受高达350%的应变

 

由Homayoun Najjaran领导的研究小组创建一款能够感应人体运动的可伸缩传感器设备。该传感器通过将石墨烯纳米片注入橡胶状粘性垫而制成。制造出来的传感器具有高度拉伸性,可承受高达350%的应变。即使经过1万次拉伸和放松循环后仍保持稳定和强劲的电气响应。

 

Najjaran表示:“我们严格测试了这款传感器。它不仅能够保持外形,更重要的是它保留了感官功能。通过使用三关节机器人手指来精确复制了人类手指手势,我们进一步证明了GNF-Pad作为触觉技术在实时应用中的功效。”

 

为了进一步测试传感器的实用性,研究人员制作了三款可穿戴设备,包括膝盖带,腕带和数据手套。腕带通过感应动脉的脉搏来监测佩戴者的心跳,而手套和膝盖带则在用户步行,跑步,坐下和站立期间监控手指姿势和肌肉运动。结果发现,该传感器能够实现高水平的灵敏度、选择性和耐用性。

 

论文合著者Mina Hoorfar表示:“我们已经推出了一种简单且高度可重复的制造方法,其能够以非常低的成本创建具备出色机械和电气性能的高灵敏度传感器。”

 

此外,传感器的标准系数范围是2到160,从而使得传感器能够监测各种各样的人体运动。该传感器还能用于机器人触觉应用以控制机器人手指。这些实验证明了该传感器适合用于实时监控,尤其适合可穿戴人体交互设备,比如AR/VR领域。

 

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