彈性可能伸展得太遠，這對于可穿戴傳感器可能會出現(xiàn)問題。橫濱國立大學(xué)的一組研究人員提出了一種解決方案，以防止過度拉伸，同時提高電子設(shè)備的感應(yīng)能力。這可能會導(dǎo)致高級假肢或災(zāi)難恢復(fù)機器人。

他們于7月29日在《科學(xué)報告》中發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

橫濱國立大學(xué)工程學(xué)院的論文作者，副教授Hiroki Ota說：“可伸展的物理傳感器對于先進的電氣系統(tǒng)，尤其是可穿戴設(shè)備和軟機器人的發(fā)展至關(guān)重要。” “但是，由彈性材料組成的當(dāng)前可拉伸壓力傳感器在設(shè)備變形期間可能會發(fā)生嚴(yán)重變形。”

肘部或膝蓋的彎曲會推動傳感器超過其結(jié)構(gòu)完整性，從而在壓力運動測量中產(chǎn)生較大的誤差。這使傳感器無法同時作為獨立變量來測量壓力和應(yīng)變。

為了解決這個問題，研究人員提出了一種壓力傳感器和應(yīng)變傳感器的單片陣列，可以同時獨立檢測運動的力和彎曲變形。他們使用兩種不同的材料(一種為軟材料，另一種為硬材料)來保護傳感器的伸展能力，并仍能準(zhǔn)確地測量運動。他們沿著陣列上的電極放置了一種稱為PDMS的硬硅樹脂。在每個PDMS放置的中心，他們放置了柔軟的多孔硅樹脂，該硅樹脂可感應(yīng)壓力。

大田說：“壓力感測元件周圍的PDMS可以防止在產(chǎn)生的設(shè)備張緊期間元件發(fā)生大的變形。”

PDMS的硬殼內(nèi)裝有柔軟的多孔有機硅壓力傳感器，因此它可以測量壓力，而不會超出可靠的誤差范圍。安全殼還允許傳感器識別和測量壓力和應(yīng)變，它們是運動的獨立貢獻者。

大田說：“此外，映射陣列矩陣中的列電極和行電極的電阻遠低于壓力傳感器的電阻。” “這種基板和電極電阻的控制可以防止器件的拉伸變形影響壓力感測。”

可拉伸陣列中的電極可以比檢測壓力所需的速率低得多的速率測量應(yīng)變。

大田說：“我們可以獨立識別設(shè)備的壓力和應(yīng)變感應(yīng)。”

大田說，該團隊計劃將新的可伸縮傳感器方法應(yīng)用于可以安裝在身體表面的物理鍵盤上，該鍵盤可能會隨著身體的應(yīng)變而彎曲并仍能檢測到指尖的壓力，并且還計劃在鍵盤上安裝物理傳感器。軟機器人。他們還希望使用傳感器更好地了解人手的運動和觸覺。

大田說：“將來，通過將該傳感器模制成手套狀，可以將其應(yīng)用于以電子方式分析手指運動和手的觸覺的設(shè)備。”