监测眼压、感知温湿度……东大科研团队揭秘柔性传感器的智能应用

来源:媒体公告    发布时间:2024-06-22 08:07:24

  近日,东南大学研发的一款“电子皮肤”火了。记者实地探访了该电子皮肤的开发团队东南大学电子科学与工程学院吴俊教授课题组,揭秘这块神奇“皮肤”的由来。

  在东南大学电子科学与工程学院实验室,记者看到了这块神奇的“皮肤”:约食指长短,同平常的纸张差不多薄,整体外观呈碳黑色,摸起来既柔软又光滑,仿佛人的皮肤一般!

  课题组负责人、东南大学电子科学与工程学院副院长吴俊介绍,这是一款可穿戴的电子皮肤器件,学名为“水驱动机械性能可调的全属性凝胶电子皮肤”。“外观呈碳黑色,是因为选用了一种特殊复合材料。该电子皮肤器件不仅具备人体皮肤的刺激感知能力,而且具备可拉伸、弱酸性和自治愈性,还能轻松实现温度、湿度、压力等多信息的集成耦合,其最新成果已经在国际著名学术期刊《ACS Nano》发表。”

  初步实现了多属性的皮肤功能,后续的研究工作将怎么样开展?吴俊介绍:“接下来我们应该进一步分析电子皮肤接收到的刺激源,其输出的电信号代表的是温度信息还是压力信息,是高频压力信息还是低频压力信息等方方面面。这就是解耦的过程,解耦完成后,我们还需要有一个融合理解的过程。”

  据悉,现有机器人主要是依靠视觉信号来建立对旁边的环境的的认知,当机器人穿上这层“电子皮肤”,经过解耦和融合的算法处理后,将赋予机器人多维度的感知能力,尤其是让它可以通过“触觉”,构建对旁边的环境的理解。吴俊也表示,柔性触觉感知是非常前沿的领域,团队研发的这款“皮肤”距离真正的应用还有非常长的距离。

  从刚性到柔性的突破,极大拓展了传感器的应用场景。除了智能穿戴,还可应用于医疗领域的疾病诊断、健康监测等,课题组的另一项应用眼睛植入式器件便是这个方向。现场,吴俊教授用一个白色的人眼仿真模型做了演示。

  “我们在传统的隐形眼镜里植入我们的柔性传感器件,可以实时捕捉眼压的异常波动,这便解决了临床上一个很大的问题由于我们眼压的异常波动通常是间歇性的、不可捕捉的,那么在青光眼爆发的中早期,眼压的异常波动是唯一的线索。”

  触觉传感器被列为与光刻机、芯片并列的关键“卡脖子”技术之一,可与生物神经系统交互的触觉电子皮肤更是对智能机器人、义肢、人体增强、新型人机界面至关重要。

  “致力于前沿研究,以创新引领发展,是东南大学电子科学与工程学院从始至终坚持的方向。”学院党委书记江雪华表示,学院一直以祖国需要为出发点,围绕国家重大战略和人民生命健康需求筹建十余个科研团队,“电子科学与工程学院近年来围绕新型显示、集成电路、微纳制造、柔性电子、智能传感、光通信等领域,鼓励青年教师骨干建立多个科研团队,将知识和科技成果向现实生产力转化,把论文写在祖国大地上,把科技成果应用在建设社会主义现代化强国的伟大事业中。”