【年终盘点】2015年可穿戴设备行业十大前沿技术盘点
TOP 4 智能电子皮肤:可穿戴医疗器械新希望
长期以来不少研究人员一直热衷于人造皮肤技术。尽管以前的研究已经推出了电子皮肤(e-skin)的概念,但是没有一个能同时高度敏感地探测压力和热度。直到现在,一家隶属于蔚山科学技术大学(UNIST)的韩国科研队伍,开发了一种新形式的电子皮肤,可以拥有人体皮肤有功能。该研究队伍受到人体皮肤的启发,推出了基于柔性微结构化铁电薄膜的多模电子皮肤。该电子皮肤增强了对多个时空触觉刺激的检测和辨别能力,例如静态和动态的压力、温度和振动。
这项研究是由UNIST能源与化学工程学院的教授Hyunhyub Ko联合韩国东亚大学化学工程系教授Heon Sang Lee共同指导完成的。
指导该研究的Hyunhyub Ko教授在10月30日发行的第30期Science Advances期刊上发表了这一研究,写到:“这是历史上第一个能感知这么多不同刺激的电子皮肤。”
如上图所示,该电子皮肤通过弹性体图案(纹理)、压阻(静压)、铁电(动压和温度)及微圆顶阵列(触觉信号扩增)模仿了人体皮肤的功能。
在这项研究中,Ko教授和他的团队放置了软脊状膜在凹凸不平如几层保鲜膜一样厚度的塑料和石墨烯片上。当触摸电子皮肤时,凹凸不平层面上的电极挤压在一起,使电流流过器件,从而可以连接到处理电信号的机器。加热电子皮肤时,也有电流表明其可以探测到温度。
Ko教授称:“尽管该技术还在试验阶段,这一工作为假肢和其他可穿戴医疗器械的发展跨出了一大步。”
这项工作已经得到包括韩国国家研究基金会(NRF)、韩国科技部资助的高级软电子中心、ICT等多个机构的支持。【详情点击查看>>】
TOP 3 用尿发电的袜子:灾后求救的不间断信源
给移动设备充电,大家的首选不会是在袜子上小便,但这可以是一个选择。英格兰大学的布里斯托尔生物能源中心(Bristol BioEnergy Centre)有一个研究团队正在做一个袜子的实验,通过微型微生物燃料电池用尿液进行发电。使用之前向台式电脑发送无线信号的发射系统,研究已经初见一些成果了。
微功能电路(MFC)不是新事物,而且这不是Ioannis Ieropoulos教授带领的研究团队进行的第一个实验。2013年时,他们通过在MFC上注入尿液为移动手机供电,但那只是桌面实验。研究团队称尿供能袜子是“基于微生物燃料电池技术的可穿戴发电机是第一个自给自足系统。”
这个非同一般的袜子设计的关键在于MFC, 它能把有机物质直接转化为电能。MFC的内部有普通的厌氧微生物,给予饲料时--这里指的是尿液,可释放电子。这项技术的发展已有30年了,但由于扩大技术提供更多能源存在问题,还未能在商业广泛应用。然而,多个小型的MFC堆叠连接在一起,就有可能达到足够的电能。
在袜子上的应用,软材质的MFC嵌入到某类短袜,而仿造原始鱼心制作的泵嵌入袜子的脚后跟。这是因为微生物需要通过MFC进行循环,保持生命力,有效地进行繁殖和新陈代谢活动。据研究团队称,穿戴者走动的推拉运动使得尿液在MFC循环,能产生足够的电能每两分钟发送信号到由电脑控制的接收机组件。
“使用废物为便携可穿戴电子产品供电,这项研究开创了多种可能性,”Ieropoulos教授说。“举个例子,最近的研究显示,应该可以开发一个基于可穿戴MFC技术的系统,紧急情况时发送个人的坐标信息。这也能作为表明生命的证据,只有当使用者的尿液为MFC提供燃料时才能正常工作。”【详情点击查看>>】
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