觸覺傳感器被列為與光刻機、芯片并列的關鍵"卡脖子"技術之一,可與生物神經系統交互的觸覺電子皮膚更是對智能機器人、義肢、人體增強、新型人機界面至關重要。在長三角地區,聚集了全國超過50%的智能傳感器企業,同時有一批高校科研院所的科研人員正致力于新型智能傳感器件的研發。
我們走進東南大學新型顯示國家技術創新中心的柔性智能感知實驗室。數年來,這里的科研人員致力于解決柔性傳感器所面臨的三方面的技術難題:如何實現高靈敏度檢測、如何提升器件可靠性、如何增強多模信息感知和處理能力。
隱形眼鏡傳感技術 無線無源的實時連續眼壓檢測
在東南大學柔性智能感知實驗室內,師生們正在使用角膜微形變感知系統,該系統采用感應耦合的原理,在仿生人眼上佩戴隱形眼鏡眼壓計,手機上實時檢測顯示。
東南大學電子科學與工程學院青年首席教授石瓊鋒介紹說:“我們在隱形眼鏡里植入了線圈傳感器,可以實時測量眼壓。而外部的框架眼鏡也會放置一個線圈,兩者產生耦合效應,就可以將數據傳導出去,并通過藍牙等通信方式傳輸到手機上,以便于隨時監測。”那么,將線圈植入眼鏡,眼睛會不會有異物感?“不會,因為線圈的材質及厚薄度與隱形眼鏡一致,因此不會帶來不適感。這種新型隱形眼鏡解決了臨床上青光眼病變眼壓異常波動不易捕捉的難題,對于提早介入治療有很大的幫助。”
使用這款角膜微形變感知系統,可以幫助用戶實現居家、辦公、娛樂等場所的實時眼壓檢測,使眼壓檢測不再依賴于大型設備和專業的醫護人員,幫助用戶足不出戶實現個人眼壓健康的連續檢測。
石瓊鋒說:“國際上一套設備售價750歐元,采用東南大學隱形眼鏡眼壓計,單對隱形眼鏡的售價可以降低到25人民幣,同時在使用舒適度、精確度以及穩定性上都具有領先的優勢。”
智能電子織物技術 用于舒適可穿戴人機交互
傳感器是物聯網家居控制中的重要感知單元,為了實現在日常生活中更加自然的人機交互控制,東南大學柔性智能感知實驗室科研團隊將織物手環設計成為可交互的智能手環。
東南大學電子科學與工程學院博士研究生魏瀟說:“我們現在正在進行織物手環實現智能家居控制的實驗調試,通過以電子傳感纖維為基礎構建壓力傳感單元的方法,可實現對于房間里臺燈、音響等家居電器的控制。這里的電子纖維傳感器設計為螺旋結構,包裝在織物手環內,并通過控制器模塊實現與家居產品的交互。”
智能電子纖維手環外觀看起來和普通織物手環相似,比由平面和剛性材料組成的商業智能設備穿戴起來更加自然舒適,并且也為智能物聯網框架下的人機交互提供了新的器件形態。
多模態超屬性電子皮膚技術 助推機器人類人智能感知
東南大學柔性智能感知實驗室的科研人員在測試所研制的超屬性電子皮膚對溫度、應變、濕度等多種刺激的響應能力。依靠這種電子皮膚可以實現類人體皮膚的各種刺激感知能力,可用于機器人智能感知和虛擬交互等領域。