汉阳大学：研发自供电、原材料基传感器，开启人机交互新篇章

近日，韩国汉阳大学王伟教授团队在人机交互技术领域取得重要突破，提出了一种自供电、原材料基、具有最小化信号通道数的传感器阵列设计方法。这一研究为传感器在低成本、高效人机交互中的应用开辟了新的思路。相关工作以“Self-Powered, Raw Material-Based Sensor Arrays with Minimized Signal Channels for Human-Machine Interaction”发表在《Advanced Functional Materials》，该实验室博士研究生阿世伟和博士后研究员王森为论文的共同一作。

技术亮点：自供能与信号通道优化的完美结合

研究团队通过自然界的接触起电与静电感应现象，成功开发出无需外部电源的自供电柔性传感器阵列（图1）。与传统传感器相比，该设计大幅减少了信号通道数量，不仅降低了制造成本，还简化了系统复杂度。得益于传感器阵列工作原理的普遍性，该方法还为未来环保型电子产品的开发提供了方向。此外，该方法还展示了高度的材料适配性，能够利用低成本的原材料实现高灵敏度和多功能应用，使其在实际应用场景中具有广泛潜力。

图1.传感器的工作原理和阵列的设计方法

“它能做什么？”——传感器的多场景展示

1. 精准操控：手指的“指挥棒”

在人机交互操纵杆中，传感器阵列可精准捕捉操作指令，提升交互体验，同时将信号通道数优化至原来的一半。

图2. 双信号多通道传感器应用于操纵杆。

2. 电子皮肤：更广泛的触觉感知

传感器变身电子皮肤，在控制计算器、拨打电话和模拟画板功能中展现出强大的触觉感知能力。

图3. 基于传感单元阵列的双面柔性电子皮肤

3. 多功能控制器：游戏与工业的新选择

仅使用单个响应信号通道，即可实现控制俄罗斯方块游戏和机械臂操作的功能，从娱乐到工业应用潜力巨大。

图4. 多功能控制器在游戏与机械臂中的应用

4. 树叶基钢琴按键：自然与科技的融合

团队创新性地利用普通树叶制作电子钢琴按键系统，无需任何特殊处理，仅通过单个响应信号通道即可精准识别并弹奏出不同音符，充分展现了信号处理的简洁性与高效性。这样的自然材料与科技的结合，带来了全新的音乐表达方式。

图5.树叶基电子钢琴按键

未来展望：人机交互设计的新方向

王伟教授团队的研究为人机交互系统的设计提供了新的思路，其创新设计理念为智能穿戴设备、机器人控制等领域提供了新的可能性。这项研究的成果不仅推动了柔性电子技术的发展，也为低成本、可持续的电子产品设计提供了新思路。

团队介绍

韩国汉阳大学软体机器人实验室，由王伟教授领衔，专注于柔性传感器、软体机器人及智能材料领域的前沿研究。团队致力于探索创新解决方案，为学术与工业应用提供更多可能。实验室长期招募优秀硕士、博士研究生，欢迎对软体机器人、柔性电子与传感器技术感兴趣的学者加入我们。

课题组链接：
https://softrobotics.wixsite.com/home

审核编辑 黄宇