西安交大邵金友/田洪淼AS:仿章鱼接触行为的微球触觉传感阵列-可扩展和一致性制造

文摘   2024-10-13 08:40   陕西  

      柔性传感器阵列人机交互领域引起了广泛的关注。然而,实现具有可编程特性的高性能传感器单元,并将其扩展到多像素柔性阵列,以保持高传感一致性仍是一个难题。
      近日,受章鱼触角接触特性的启发西安交通大学邵金友/田洪淼团队提出了一种基于可编程多级穹顶结构的柔性传感阵列,该阵列具有鲁棒的传感稳定性和高阵列一致性。仿生多级穹顶结构在压力作用下逐渐接触电极,实现高灵敏度和大压力范围。通过调整多级结构的布置,可定制压力范围和灵敏度。
      更重要的是,这种仿生结构可以通过可扩展和高精度的压印技术在晶圆级扩展成高一致性的多像素传感器阵列。在压印过程中,导电层保形嵌入到多级圆顶结构中,以提高稳定性(在22000次循环中保持稳定性)。此外,设计了支撑式隔离结构,有效提高了传感器阵列的抗串扰性能(串扰系数为26.62 dB)。得益于可编程的结构设计和高精度的制造工艺,该传感器阵列可以定制,并被证明可以在医疗康复应用中检测人体肌肉活动。

图1 受章鱼启发的多级穹顶结构传感器的传感机理和性能

图2 触觉传感阵列的制造工艺及表征

图3 传感单元的传感特性

图4 传感器阵列的性能与应用

图5 结合机器学习算法实现医疗康复应用


  • 原文题目:Biomimetic Contact Behavior Inspired Tactile Sensing Array with Programmable Microdomes Pattern by Scalable and Consistent Fabrication
  • 论文第一作者:Xiaoliang Chen
  • 原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202408082
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