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“人机合一”弹性可穿戴贴片可让人类与机器人

来源: 时间:2019-08-13


 

休斯敦大学的工程师正研究试图让人类和机器进行双向通信。他们开发了一种易于制造的柔性电子贴片,当贴在人体手上时,可以将人的动作转换为机器人指定命令,反馈到机器人身上。

在休斯敦大学助理教授余云江的带领下,该团队开发了晶体管,RRAM存储单元,应变传感器,紫外光检测器,温度传感器和加热器,所有这些都在低温制造过程中使用相同的材料。他们将不同的设备集成到4微米厚的粘性塑料贴片中。

 

图片来源:Cunjiang Yu / IEEE Spectrum

 

该研发论文本周出现在“科学进步”杂志上。

我们可以看到,通过志愿者的手背上的贴片,研究人员能够根据人体的手部动作对贴片的应变传感器的控制来反向控制机器人手部动作,使其关闭或打开。更重要的是,他们能够通过使用这个贴片从机器人手向人体手提供温度反馈来关闭人机控制回路。

 

图片来源:Cunjiang Yu

 

休斯顿大学的工程师集成了几种类型的氧化铟基器件,包括[从左到右]:RRAM,FET,UV传感器,温度传感器和应变传感器。

这些器件都是使用光刻法图案化的结构,由50纳米厚的金导体,氧化铟锌(IZO)半导体,聚酰亚胺封装和(用于晶体管)常见的介电环氧树脂SU-8组成。导体的蛇形形状允许器件与聚酰胺一起伸展而不会断裂,但它是半导体的多功能性,是该节目的真正明星。

IZO用作晶体管中的电子传导半导体和UV传感器中的光电导体。IZO的电阻随温度降低,因此它可以作为温度传感器(热敏电阻)中的可变电阻; 它的电阻随着应变而增加,因此它可以形成应变传感器。并且在这些材料的又一种结构布置中,某些电压将在IZO中形成或破坏导电细丝,从而产生非易失性电阻存储器(RRAM)。即使在沉积为胶体并干燥形成凝胶之后,IZO仍保持所有这些功能,即所谓的溶胶 - 凝胶过程。


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