新型弹性可穿戴贴片实现人机互联 | 智能技术

发布日期:2019-08-17 10:00
休斯敦大学的工程师正试图让人类和机器的融合变得更加容易。他们开发了一种易于制造的柔性电子贴片,当贴在人体上时,可以将人的动作和其他命令转换为人工智能机器人的动作,并从机器人接收温度反馈。



在休斯敦大学助理教授余云江的带领下,该团队开发了晶体管,RRAM存储单元、应变传感器、紫外光检测器、温度传感器和加热器,所有这些都在低温制造过程中使用相同的材料。他们将不同的设备集成到4微米厚的粘性塑料贴片中。

一篇描述休斯顿研究人员工作的论文本周出现在“科学进步”杂志上。通过志愿者手背上的贴片,研究人员能够根据人的手部动作对贴片的应变传感器的控制来控制机器人手动使其关闭或打开。更重要的是,他们能够通过使用贴片的集成加热器电路从机器人手向人体手提供温度反馈来关闭人机控制回路。



休斯顿大学的工程师集成了几种类型的氧化铟基器件,(如上图)包括从左到右:RRAM、FET、UV传感器、温度传感器和应变传感器。

这些器件都是使用光刻法图案化的结构,由50纳米厚的金导体,氧化铟锌(IZO)半导体,聚酰亚胺封装和(用于晶体管)常见的介电环氧树脂SU-8组成。导体的蛇形形状允许器件与聚酰胺一起伸展而不会断裂,但它是半导体的多功能性,是该项目的真正明星。

IZO用作晶体管中的电子传导半导体和UV传感器中的光电导体。IZO的电阻随温度降低,因此它可以作为温度传感器(热敏电阻)中的可变电阻,它的电阻随着应变而增加,因此它可以形成应变传感器。并且在这些材料的又一种结构布置中,某些电压将在IZO中形成或破坏导电细丝,从而产生非易失性电阻存储器(RRAM)。即使在沉积为胶体并干燥形成凝胶之后,IZO仍保持所有这些功能,即所谓的溶胶--凝胶过程。

助理教授余云江说:“这真是太惊人了。传统上要实现多种功能,您可能需要将材料或多个芯片集成在一起。但现在使用一种材料就可以做到这一切。”