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科学家取得类脑芯片量子成像重要进展,中南大学研究炭黑/石墨烯/Ecoflex传感器实时监测身体健康

传感器专家网 来源:传感器专家网 作者:传感器专家网 2023-10-19 08:40 次阅读
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传感新品

【中南大学:研究炭黑/石墨烯/Ecoflex传感器助您实时监测身体健康】

近年来,可穿戴电子设备和人机交互领域对柔性应变传感器的兴趣大增。然而,随着这些领域的不断快速发展,迫切需要提高柔性应变传感器的综合性能,包括灵敏度、感应范围、响应速度和耐用性。

研究通过将炭黑/石墨烯(CB/Gr)导电纳米复合材料转移到 Ecoflex 柔性基底表面来解决这一问题。由此制成的柔性应变传感器灵敏度高,测量系数达 51.4,传感范围广,可达 100%。

值得注意的是,这种传感器在各个方面都表现出了高性能,包括快速响应时间(60毫秒)和出色的耐用性(高达4000次拉伸-释放循环)。该传感器的多功能性体现在它既能有效监测语音识别等小应变活动,也能有效监测肘部弯曲等大应变活动。此外,该传感器在人体健康和运动状态监测以及声波和振动信号检测等各种应用场景中都表现出卓越的性能。因此,这凸显了该传感器在这些领域的显著适应性和广泛应用潜力。

图文导读

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图1.传感器的制备过程和传感器的基本特性示意图。

图2.不同CB和Gr比传感器的导电层附着力和灵敏度比较。

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图3.传感器的传感机理和相对电阻变化

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图4.传感器的综合性能。

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图5.该传感器用于监测各种应变传感器。

小结

综上所述,通过将炭黑/石墨烯(CB / Gr)导电纳米复合材料沉积在用砂纸倒置的Ecoflex柔性基板上来制备柔性应变传感器。该传感器在感应范围、灵敏度、耐用性、响应时间和迟滞方面表现出卓越的性能。它的最大灵敏度为 51.4,应变范围为 0–100%,即使在大应变条件下也被证明具有高度灵敏度。此外,该传感器在 4000 多次拉伸-释放循环中表现出出色的耐用性。它还拥有60毫秒的快速响应时间,确保实时监控能力。滞后极低,仅为6.6%。该传感器的多功能性体现在它能够准确监测各种应变,从语音识别和振动信号检测等细微运动到肘部弯曲和脊柱弯曲等更明显的运动。在整个感应范围内,传感器保持稳定可靠的性能。这些出色的功能使其在各个领域的应用非常有利,包括人机交互、人体健康和运动监测以及声波和振动信号识别。

传感动态

【盘点智能亚运,回顾5大黑科技与它们的“智慧之眼”——激光雷达】

从期盼到相会,从重逢到告别,10月8日,历时16天的杭州第19届亚运会(简称杭州亚运会)圆满落下帷幕。杭州亚运会是史上规模最大、项目最多、覆盖面最广的一届亚运会,同时也是首次将“智能”作为办赛理念之一的一届,让世界看到了一个不断创新的现代化中国。

杭州亚运会期间,智能“黑科技”的落地应用,极大提升从场馆建设运营、赛事运行,到群众观赛体验等的智能化、高效性、安全性,为这场充满“未来感”的体育盛会注入创新活力。RoboSense速腾聚创激光雷达成为亚运会众多项服务的“智慧之眼”,在智能清洁、智能巡检、消防侦查、车路协同、无人配送、无人巴士接驳等服务中,赋予各种领域的机器人及无人出行服务超越人类眼睛的感知能力。

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央视CCTV1《晚间新闻》报道。杭州亚运会智能网联公交车搭载RoboSense速腾聚创激光雷达

车路协同

为服务亚运智能出行,由新唐信通承建的观澜路车路协同项目,在亚运村内路段部署了V2X路侧单元、感知终端、现场计算单元等智能化设备,并引入多种类型智能网联车辆、智能网联公交车、无人驾驶环卫车等多种车型,打造基于车路协同的无人驾驶服务。

RoboSense速腾聚创凭借在激光雷达硬件、感知算法和芯片三大核心技术领域的深厚积累,构建了极具信息理解能力的V2X激光雷达感知解决方案。该方案针对智慧交通及车路协同应用场景设计,可以实现超远距离交通参与者检测、识别分类、动态目标跟踪等功能,支持逆行检测、闯红灯检测、非法占道等10余种交通场景功能应用。此次,RoboSense速腾聚创V2X激光雷达感知解决方案为新唐信通观澜路车路协同项目保驾护航,以“智慧之眼”洞察全局实时路况信息,助力实现精准绿波引导、路况提醒等多方协同的智慧交通形态。

RoboSense速腾聚创V2X激光雷达感知解决方案部署于亚运展馆外

无人清洁机器人

各种功能和形态的机器人在本届杭州亚运会也扮演了重要角色。从无人清洁、巡检、配送甚至自动灭蚊,机器人全程“接管”杭州亚运会,协助工作人员保障亚运村内外的服务与秩序。

高仙清扫机器人凭借尘推、洗地、雾化消毒等多种功能,从亚运会筹办到开赛全程入驻奥体中心体育场,维护场馆的地面环境。其中,负责清洁体育场地下车库的清扫机器人搭载RoboSense速腾聚创多线激光雷达,可实现全天候自动作业和自主避障,以及形成完备的自主建图、路径规划等技能,为现场观众提供更舒适、更洁净的比赛和观赛环境。

RoboSense速腾聚创多线激光雷达部署于高仙清扫机器人

无独有偶,萧山国际机场作为杭州亚运会的重要交通枢纽,同样也引入了清洁机器人,机场将智能清洁技术作为关键举措来提升清洁标准和保障机场的运行安全。

云象T3清洁机器人通过搭载RoboSense速腾聚创Helios系列激光雷达,具备稳定安全的智能避障功能,可精确感知周围环境并规避障碍物,实时监测和分析周围环境,包括人流、障碍物、墙壁等,从而避免发生意外碰撞。此外,Helios系列激光雷达还辅助云象T3清洁机器人克服了技术难点中的场景过大和建图能力要求高的挑战,以准确感知环境能力帮助机器人规划出最佳清洁路线,确保安全稳定地进行清洁工作。

RoboSense速腾聚创Helios系列激光雷达部署于云象T3清洁机器人

无人巡检机器人

云深处科技智能巡检机器狗对RoboSense速腾聚创多线激光雷达的应用,展示出了激光雷达在保障电力安全、反恐安全等多方面发挥的作用。激光雷达可以对环境进行高精度扫描,实时重构复杂环境的三维模型,为机器人识别、导航和避障提供精准信息。通过搭载RoboSense速腾聚创多线激光雷达,智能巡检机器狗可实现精准的物体识别(包括轮廓、位置、深度等)、自然导航、动态避障等诸多功能,轻松适应复杂的电力管廊隧道环境,以及避免工作人员提前暴露在危险环境中。

RoboSense速腾聚创多线激光雷达部署于云深处科技智能电力巡检机器狗

科技元素不仅体现在赛场上,更覆盖了衣食住行的方方面面。在杭州亚运村,申昊科技智能巡检灭蚊机器人“上岗”,为参赛选手与观众创造舒心的村内生活环境。该款巡检灭蚊机器人通过搭载RoboSense速腾聚创Helios系列激光雷达,可实现精准避障和自主定位导航,自由“穿梭”在杭州亚运村人流密集的绿地和廊道区域,进行安全稳定地边巡检与灭蚊。

RoboSense速腾聚创Helios系列激光雷达部署于申昊科技智能巡检灭蚊机器人

无人配送车

圆通速递作为本届杭州亚运会官方物流服务商,与行深智能合作推出“亚运版”无人配送车。该款配送车具备L4无人驾驶能力,于车顶以及车身两侧共搭载3颗RoboSense速腾聚创多线激光雷达。其不仅能自动识别红绿灯、人行道主动避让,还能在移动过程中识别自己的位置,从而实现精准的定位,保证自己不会迷路,在赛事前后为亚运村提供优质的物流保障服务,把快递安全、便捷地送达每一位亚运用户手上。

RoboSense速腾聚创多线激光雷达部署于圆通速递的“亚运版”无人配送车

自动驾驶巴士

除了各式各样的智能机器人,多辆自动驾驶巴士也出现在余杭未来科技城街头,让全国各地的观众都享受到自动驾驶技术带来的便捷、高效、安全。

东风悦享科技自动驾驶巴士的自动驾驶系统,由多台激光雷达、超声波雷达、摄像头组成。其中,自动驾驶巴士正面车顶左右两侧各搭载了1颗RoboSense速腾聚创Bpearl补盲激光雷达。RoboSense速腾聚创Bpearl补盲激光雷达拥有360°x90°的半球型超大视场角,能极大扫除近场盲区,为自动驾驶巴士提供高精度的环境感知能力,帮助它们精准定位,确保车辆在各种复杂环境下实现安全有效的自主导航功能。

RoboSense速腾聚创Bpearl补盲激光雷达部署于东风悦享科技自动驾驶巴士

在杭州亚运会期间,同样为市民带来独特出行体验的还有领骏科技的智能网联公交车。作为一款L4级自动驾驶汽车,其在车顶上方搭载了1颗RoboSense速腾聚创M系列激光雷达,另外在前风挡下沿两侧各搭载了1颗RoboSense速腾聚创多线激光雷达。

M系列激光雷达是RoboSense速腾聚创第二代智能固态激光雷达,基于自研的二维MEMS智能扫描芯片,实现了从一维机械式扫描到二维芯片化扫描的技术突破,具有高性能、低成本、高可靠性、高可延展性、可动态扫描等优势,能有效助力智能网联公交车实现200米的远距离智能感知、毫秒级应变、动态避障、交通参与者识别与分类、车路协同等自动驾驶功能。

RoboSense速腾聚创M系列激光雷达与多线激光雷达部署于领骏科技智能网联公交车

杭州的智能科技惊艳世界——正如亚奥理事会代理总干事维诺德所说,与历届亚运会相比,杭州亚运会很可能是最智能的一届。

无论是深耕无人出行服务领域的新唐信通、东风悦享科技、领骏科技,还是领跑智能机器人领域的高仙机器人、云象机器人、高新兴机器人、云深处科技、申昊科技、行深智能,乃至它们上游的激光雷达供应商RoboSense速腾聚创等,中国科技“新名片”始终致力于打造更新的技术引领、更好的公众体验以及更广的应用覆盖,携手共创了这场智能亚运。从杭州亚运会看向未来,中国创新科技品牌将继续跑出中国“加速度”,为推动全球社会发展和提升人类生活质量做出巨大贡献。

【“潍马”歌尔未来探索中心奇妙游:追光逐影,声动未来】

10月15日,吸引了18个国家、10000多名选手参赛的歌尔·首届潍坊马拉松,将在寒亭区杨家埠民间艺术大观园开跑。在赛事博览会歌尔未来探索中心,“畅享科技”“元气生活”“歌尔益行”三大主题通过“追光逐影”、“声动未来”等七个板块,提前为参观嘉宾带来一场由声、光、电等全球领先技术带来的奇妙之旅。

作为科技创新型企业,歌尔一直践行“科技创造健康·美”的时代使命。在歌尔未来探索中心,歌尔也将打造最优体验感,让参观嘉宾“畅享科技”。“追光逐影” 板块中,嘉宾在互动大屏前做动作,大屏上的画面将产生互动效果,流光异彩之美会给嘉宾带来极强的视觉冲击;此处还将举行“动感跳绳”比赛等活动,赢取刮刮卡可换得神秘大礼。“探索元宇宙”板块中,嘉宾可坐入歌尔的VR虚拟座舱,体验乘火箭飞升、驾潜艇入海的逼真感受,也可与“歌小宝”虚拟人现场实时互动、线上AR合影。

据了解,嘉宾还可以在“科技畅想”板块中,深入了解已走到自己身边的歌尔产品。“在该板块中,我们还将利用智能装备,为参赛选手提供心率、血压、血糖等健康指数的监测服务。” 歌尔未来探索中心项目负责人说。

“赛事焦点”“声动未来”“乐逸生活”板块,更是要带领嘉宾们体验丰富的“元气生活”。“赛事焦点”板块,嘉宾可在歌尔未来探索中心正门及南墙附近进行完赛合影,“领奖台”、“完赛时间牌”“跑马态度”等多种设计感满满的打卡合影区,完美满足参赛选手及参展嘉宾的合影冲动。歌尔还准备了多种参赛服烫印模板、文创产品,并提供号码布免费塑封服务,帮助参赛选手定格美好记忆。

“声动未来”板块位于探索中心北侧,在这里可以进入极致声学感受加持的新能源汽车豪华座舱,进行一场歌尔带来的动人音乐之旅,也可以体验先进的便携式音响设备带来的“听觉自由主义”。“乐逸生活”板块,则更加贴近参观嘉宾的对居住、美食和露营的品质需求,给予歌尔生活的创新推荐。

在歌尔未来探索中心,由工作人员精心扮演的潍坊古代名人天团也吸引了参观者的目光。他们身着华丽的Cosplay服装,扮演了李清照、苏轼、欧阳修等历史名人,给大家介绍现代科技产品、游戏规则,以此独特的方式致敬潍坊深厚的文化底蕴。

需要特别一提的是,歌尔还特别在未来探索中心开辟了“公益之路”板块,通过“6·25”公益日、“歌尔·一起计划”、“红马甲”等公益活动的展陈,完整呈现了歌尔全体员工们的“歌尔益行”之路,体现“一起创造、一起分享、一起成长”的企业文化,期待吸引社会更多力量投身公益慈善事业,携手同行、共创和谐美好生活。

“‘歌尔未来探索中心’也是歌尔深度参与大型体育项目的新尝试,希望能给每一位到来的嘉宾,带来一种与科技、品质、健康的全新观感体验。”歌尔未来探索中心项目负责人说。

据介绍,歌尔未来探索中心于10月12日至15日期间,向社会公众开放。

【我国科学家取得类脑芯片量子成像重要进展】

10月17日,记者从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队孙方稳课题组和国家同步辐射实验室/核科学技术学院邹崇文课题组合作,制备出类脑神经元器件,并展示出类脑神经系统中多通道信号传递和处理过程。这项研究成果近日发表于国际权威期刊《科学进展》。

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类脑神经元器件,即通常所说的类脑芯片,是指利用神经形态器件去模拟人脑中的神经元、突触等基本功能,再进一步将这些神经形态器件联结成人工神经网络,以模拟“大脑”的信息处理和存储等复杂功能。

二氧化钒作为典型的氧化物量子材料,是制备高开关比突触器件的理想材料。本研究中课题组研究人员在近十年的研究基础上,利用氧化物分子束外延设备,克服制备瓶颈,生长了高质量二氧化钒外延薄膜,并通过微纳加工制备了生物神经元和突触阵列,实现了直接模拟神经元之间的突触动态连接过程。

这个过程中,实验人员创新性地探测到了连接过程中导电丝的形成和实时成像。这种量子传感成像技术为构筑大规模人工突触分层组织和神经形态结构提供了直接实验依据。

审核编辑 黄宇

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