休斯敦大學(xué)的工程師開發(fā)了一種易于制造的柔性電子貼片,當(dāng)貼在人體上時,可以將人的動作和其他命令引導(dǎo)給機(jī)器人,并從機(jī)器人接收溫度反饋。
作者:風(fēng)雨撫蕖
編輯:Monday
與馬克斯還未弄清人腦機(jī)制,就準(zhǔn)備打開你的腦子相比,來自休斯敦大學(xué)的工程師更希望使用一款多功能HMI設(shè)備——可穿戴式貼片,讓人類和機(jī)器的融合變得更加容易。
這項研究成果發(fā)表在了不久前的Science Advances雜志上。
這款可穿戴式貼片的厚度僅僅只有不到4微米,整個結(jié)構(gòu)只使用了一種材料,但卻包含了晶體管,RRAM存儲單元,應(yīng)變傳感器,紫外光檢測器,溫度傳感器和加熱器。
這究竟是什么樣的神奇貼片?
一貼控制機(jī)械臂,兩貼機(jī)器熱反饋
參與本項研究的志愿者在手背貼上了可穿戴式貼片,通過對人手部動作的捕捉將肌肉信號直接用于引導(dǎo)機(jī)器人。
為了更好地控制機(jī)器人的動作,機(jī)器人同樣可以來上這么“一貼”。
這樣就可以通過貼片的集成加熱器電路,從機(jī)器人手向人手提供溫度反饋來關(guān)閉人機(jī)控制回路。
可以看到,兩手相握時白框區(qū)域溫度明顯上升,松開后溫度很快回到了體溫。
通過這樣的機(jī)制,貼片實現(xiàn)了機(jī)器和人的雙向通信。
這與腦機(jī)接口相比,雖然不能直接通過意識控制機(jī)器人,但至少不用面臨巨大的未知風(fēng)險。
看似泡面,內(nèi)藏玄機(jī)
乍一看,這4微米厚的貼片沒什么特別的,甚至不免令人想起了肥宅必備的泡面,但是這小小的身軀下卻暗藏玄機(jī)。
放大來看我們才發(fā)現(xiàn),其實每根面條的形態(tài)是不一樣的,每一個不同的形態(tài)實際上就對應(yīng)一種元器件。
從左到右依次是,RRAM,F(xiàn)ET,UV傳感器,溫度傳感器和應(yīng)變傳感器。
這些器件都是研究人員使用光刻法圖案化的結(jié)構(gòu),由50納米厚的金導(dǎo)體,氧化銦鋅(IZO)半導(dǎo)體,聚酰亞胺封裝和(用于晶體管)常見的介電環(huán)氧樹脂SU-8組成。
導(dǎo)體的泡面狀允許器件與聚酰胺一起伸展而不會斷裂,這樣柔軟的質(zhì)感,使得人在佩戴時獲得更好的觸感。
革命性創(chuàng)新,前景可期
正如該項研究的帶頭人余存江博士所說:“傳統(tǒng)上,要實現(xiàn)多種功能,您可能需要將多種材料或多個芯片集成在一起。但現(xiàn)在使用一種材料就可以做到這一切!