【導讀】最近，來(lái)自美國哈佛大學(xué)維斯生物啟發(fā)工程研究所和約翰·保爾森工程和應用科學(xué)學(xué)院的研究團隊創(chuàng )造出一種高度靈敏的柔性電容傳感器。它由硅膠和織物組成，能夠隨著(zhù)人體運動(dòng)和彎曲，準確自如地監測人體運動(dòng)情況。
（圖片來(lái)源：哈佛大學(xué)維斯研究所）
這項研究的論文發(fā)表于最新一期的《高級材料技術(shù)》雜志，且該協(xié)議成為了哈佛生物設計實(shí)驗室柔性機器人工具包的一部分。
技術(shù)
工藝
這種混合傳感器的優(yōu)越性能來(lái)源于它的新型制造工藝。通過(guò)這種制造工藝，織物通過(guò)另外一層的液態(tài)硅膠，連接于硅膠核心的兩端。這種方法讓硅膠可以填滿(mǎn)織物中的空氣間隙，機械地將它鎖在硅膠上，從而增加了用來(lái)分散張力和存儲電容的表面區域。
這種硅膠與織物的混合物，通過(guò)充分利用這兩種材料的特性，提高了對于運動(dòng)的靈敏度。在拉升時(shí)，這種強韌、連鎖的織物纖維能夠幫助硅膠限制其形變的程度；而當拉力撤銷(xiāo)時(shí)，硅膠則可以幫助織物恢復其原有的形狀。最后，柔軟的細線(xiàn)通過(guò)熱封膠帶，永遠連接著(zhù)這種導電織物，讓來(lái)自傳感器的電氣信息無(wú)需又硬又笨重的接口，就可以傳輸到電路上。
實(shí)驗
（圖片來(lái)源：哈佛大學(xué)維斯研究所）
SEAS 生物設計實(shí)驗室的研究生、論文的合著(zhù)者之一Vanessa Sanchez 解釋道：
“我們的傳感器更高的靈敏度，意味著(zhù)它具有區分更細微運動(dòng)的能力，例如從一端到另外一端，輕微地移動(dòng)手指，而不是簡(jiǎn)單地張開(kāi)整個(gè)手或者握緊拳頭。”
價(jià)值
對于這項創(chuàng )新研究的價(jià)值，我們來(lái)看看專(zhuān)家們怎么說(shuō)。
論文的作者、維斯研究所的核心教員、SEAS 工程和應用科學(xué)副教授 John L. Loeb稱(chēng)：
“對于這個(gè)傳感器，我們感到非常興奮。因為它由紡織品制成，所以天生就非常適合集成到織物中，成為‘智能’機器人服裝。”
論文的合著(zhù)者之一、維斯研究所的博士后研究員 Ozgur Atalay 稱(chēng)：
“另外，我們已經(jīng)設計出一種統一的批量生產(chǎn)工藝，讓我們能夠創(chuàng )造出定制形狀的傳感器，共享統一的特性，并且可以根據給定的應用進(jìn)行快速制造。”
雖然這項研究還處于概念驗證階段，但是團隊對于這項技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向感到充滿(mǎn)信心。Walsh 說(shuō)：
“這項研究代表，我們對于在機器人系統中利用織物技術(shù)的興趣日益增長(cháng)，并且我們看到‘在戶(hù)外環(huán)境中’捕捉運動(dòng)的廣闊前景，例如可監測身體活動(dòng)能力的運動(dòng)服，或者在家中監測病人的柔性醫療設備。另外，這些傳感器與基于織物的柔性制動(dòng)器相結合，能讓新型機器人系統真正地模仿服裝。”
來(lái)源：IntelligentThings
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