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模仿人腦的超靈敏電子皮膚


大邱慶北科學技術院(DGIST;院長Kunwoo Lee)能源科學與工程系Youngu Lee教授與全北大學機械工程系Jaehyuk Lim教授共同研究,成功開發了用於模擬人腦神經系統的電子皮膚的超靈敏壓力感測器。該技術適用於未來設備,包括基於人工智慧的數位醫療設備,由於其透明度和實體靈活性,預計將在透明顯示器和可穿戴設備等各個領域得到應用。

壓力感測器是檢測輕微變化或力並將其轉換為訊號的設備。它們用於智慧型手機和醫療設備中來檢測觸摸、心率和肌肉運動。與人類皮膚類似,基於壓力感測器的電子皮膚可以檢測輕微的壓力,因此可用於許多不同的應用,包括穿戴式裝置、醫療監控設備和機器人的感測系統。為了將電子皮膚用於更實際的目的,必須超越簡單地檢測壓力並實現更高的靈敏度、透明度和靈活性。在此背景下,正在進行許多研究來提高性能。

李教授領導的研究小組開發了一種模擬人腦傳輸訊號方式的壓力感測器。當神經元和神經膠質細胞一起工作時,大腦以複雜而快速的方式傳輸訊號。李教授的團隊模仿這種結構創建了一個奈米粒子網絡,並設計了一種對輕微壓力敏感的壓力感測器。

本研究開發的壓力感測器不僅具有高靈敏度,而且具有高透明性和靈活性。它可以檢測輕微的變化,例如心率和手指運動,以及水滴的壓力。此外,即使重複使用10000次也能穩定工作,即使在炎熱或潮濕的環境下其性能也不會下降。

DGIST能源科學與工程系的Lee教授表示:「基於這項研究,我們成功開發了一種適用於具有透明性和靈活性的下一代電子皮膚的觸覺感測器。希望能夠研究出這種觸覺感測器的基本機制。

這項研究由首爾國立大學材料科學與工程系博士生 Jiwoo Koo 共同進行; Jongyoon Kim 博士,DGIST 能源科學與工程系; Myungseok Ko 博士,全北國立大學; Youngu Lee 教授,DGIST;和全北國立大學 Jaehyuk Lim 教授。此外,該研究得到了韓國國家研究基金會中期職業研究計畫和永續太陽能利用工程研究中心計畫的資助,其結果發表在2024年10月號的《 化學工程雜誌,化學工程領域的國際期刊。



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