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新型电子纹身:有望用于 医疗、VR和可穿着呆板人等规模

发布日期:2021-02-23 14:11浏览次数:

原标题:新型电子纹身:有望用于医疗、VR和可穿着呆板人等规模

  可穿着设备,已经成为我们糊口中极为常见的一种设备,它们体积轻巧、佩带利便、检测数据齐全,但也存在一个很明明的缺点——无法适应举动状态的数据及时监测。为办理这一问题,科学家们连年来一直在不绝摸索新的办理方案,电子纹身应运而生。

  “电子纹身” 是一张可以直接贴在人体外貌的超薄电路,与普通纹身差异,电子纹身无需外创即可牢牢贴在皮肤上,随皮肤可随意拉伸、弯曲,可用于检测心电、肌电等人体康健数据,被认为是可穿着设备的终极形态。

  克日,来自南边科技大学、首都医科大学和中国科学院大学的连系研究团队在电子纹身这一研究偏向实现了新打破。他们开拓出一种集成多层电路的电子纹身(multilayered electronic transfer tattoo,METT)。

  这种电子纹身兼具高延展性(8 倍)、保形性和粘性等利益,可以嵌入手指皱褶和指纹等一些皮肤上细小的特征中,可以或许安稳地附着在皮肤上,且在皮肤外貌经重复变形后也不会脱落。

新型电子纹身:有望用于
医疗、VR和可穿戴机械人等局限

(来历:Science Advances)

  相关研究论文以 “Multilayered electronic transfer tattoo that can enable the crease amplification effect” 为题,于克日在线颁发在科学期刊 Science Advances 上。

  研究人员暗示,这一新型电子皮肤有望医疗系统、虚拟现实和可穿着呆板人规模实现遍及应用。

  打破厚度极限,变形远超人类皮肤

  事实上,可穿着设备的研究与应用已有多年,大大都现已报道的可穿着设备都基于硅胶基底设计,固然这种基底具有精采的柔性和可拉伸性,且不会对人体组织造成损伤,但无法安稳地附着在人体皮肤上,当与人体粘合部位的皮肤变形时,设备就会脱落。

  如今,心率监测腕表大概已经是人们糊口中常见的设备,人们但愿用它来监测本身的及时心率等数据,但恰恰是在举动时,由于腕表与皮肤的贴合度不足高,检测出来的数据精度往往无法担保

  而作为一种可以或许实现可穿着设备与皮肤之间稳固粘合的“终极形态”,电子纹身有望办理这一问题。

  连年来,科学家们不绝通过利用差异的质料、设计要领等,来摸索设计机能更优越的电子纹身。早在 2018 年,美国卡耐基梅隆大学的研究人员就回收现成的打印机,开拓出了一种具有高鲁棒性和柔性的电子纹身,并暗示有望将其应用于可穿着计较、柔性显示器、软体呆板人等规模。可是,今朝的电子纹身凡是是采纳直接将电子电路印在皮肤上或贸易转移纹身的方法,存在电路设计简朴、成果单一、厚度较大等缺点,无法同时满意可穿着设备的附着性、褶皱保形性和多层性等需求

  为降服这些不兼容性,研究人员在此次研究中基于分层计策,设计了一个包括 1 个加热器和 15 个应变传感器的三层 METT 布局电路。该布局可以嵌入得手指折痕和皮肤上的指纹等细小特征中,以便在附着部位重复变形时,也可以安稳的附着在上面。

新型电子纹身:有望用于
医疗、VR和可穿戴机械人等局限

  图 | 三层 METT 的示意图和光学图像。(A)包括三个电路层的 METT 的解析示意图;(B)METT 的逐层制造的示意图;(C)转移到皮肤上的 METT 的光学图像;插入时,可以将 METT 嵌入手指枢纽的折痕中;(D)METT 的光学图像,用于长途节制机器手。(来历:Science Advances)

  据论文描写,METT 包括三个部门,粘合剂层,离型层以及两者之间的电路模块。个中,粘合剂层回收了医用胶带上利用的丙烯酸压敏胶,无毒且粘协力度强;思量到金属聚合物导体(MPC)具有优良的导电性和拉伸性,研究人员在电路设计中回收基于 MPC 的应变传感器,来建造 METT 中的电路模块。尝试证明,该电子纹身在外力影响下,仍可安稳地粘贴在差异的外貌上。

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