近年來，柔性觸覺傳感技術(shù)在醫(yī)療健康、智能機(jī)器人和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。在臨床診斷中，脈搏波信號(hào)作為重要的醫(yī)學(xué)參考指標(biāo)，監(jiān)測其動(dòng)態(tài)變化過程能夠提供血壓平衡、血管老化、器官健康和睡眠質(zhì)量等豐富的健康狀況信息。而隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，對(duì)更全面的脈搏波信號(hào)（包括周期、脈寬、脈搏率和脈搏波形狀）的需求愈發(fā)迫切，脈搏波的三維動(dòng)態(tài)重構(gòu)被認(rèn)為是最佳的解決方案。
近日，中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)中心在《Advanced Functional Materials》期刊發(fā)表了題為“High-Resolution Carbon-Based Tactile Sensor Array for Dynamic Pulse Imaging”的論文。該研究開發(fā)了一種基于壓敏隧道機(jī)制的高密度柔性觸覺傳感器陣列。研究團(tuán)隊(duì)通過掩模輔助等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）方法，在微金字塔結(jié)構(gòu)的硅襯底上沉積了共形石墨烯納米墻（GNWs）圖案陣列，并將其用作壓力敏感電極，表現(xiàn)為高靈敏度（222.36 kPa-1）和寬壓力范圍（1 MPa）。陣列器件具有高分辨能力，即高空間分辨率（64 sensors/cm2）、時(shí)間分辨率（響應(yīng)時(shí)間2 ms）和壓力分辨率（1/1000）。更重要的是，HfO?隧穿層能有效抑制噪聲電流，信噪比為36.32 dB。高分辨柔性觸覺陣列集成于機(jī)器人靈巧手，可以實(shí)現(xiàn)脈搏波的3D形貌高質(zhì)量還原。這項(xiàng)工作不僅展示了柔性高分辨率觸覺傳感器陣列在脈搏波三維動(dòng)態(tài)重構(gòu)中的出色表現(xiàn)，還為未來智能醫(yī)療診斷的發(fā)展提供了技術(shù)支持。
機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)中心研究生田鑫、程觀銀為論文第一作者，魏大鵬研究員為論文通訊作者。該研究工作展示了高分辨率觸覺傳感陣列在遠(yuǎn)程智能診斷中廣闊的應(yīng)用前景，得到了重慶市科技局、西藏自治區(qū)科學(xué)技術(shù)廳和重慶市人才計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
相關(guān)論文鏈接： https://doi.org/10.1002/adfm.202406022
三維脈搏波成像系統(tǒng)