基于人机交互的电子皮肤 (合作企业:华为技术有限公司)

2020-01-15

学术导师:Aung Ko Ko KYAW

企业导师:曾建宏

项目成员:盛雨佳、谢鸿杰、轩文璐


皮肤是人体最大的器官,它同外界接触,具有许多重要的功能,如感应压力、温度和来自外部环境的刺激。柔性、可拉伸的电子传感器件提供了一种新的概念,实质上是一种仿生皮肤,它可以感知周围的信号,就像人体皮肤—样,给予相应的反应。

该项目主要设计柔性电子皮肤的三个模块,包括晶体管制造、纳米结构设计和IC电 路优化。柔性基板制造改善了低压区域( 小于 1 0干帕 )的兼容性、移动 性和压力传感灵敏度纳米结构( 如倒三角形)增加器件压力灵敏度,IC阵列将使用基千某种结构的有机场效应晶体管 ( O FET ) 。有机场效应晶体管主要由三部分组成,即源极、漏极和栅  极,它们通过栅极控制载流子从源极到漏极的移动。由千聚合物具有良好的机械柔韧性 在设计中使用共扼聚合物作为O FET的导电通道,它包含有微结构弹性体。与传统弹性体相比,它可以成为传感器的有效电介质。然而,其低介电常数和窄压缩范围影响了材料的应用范围,需要开发出具有高介电常数的薄膜弹性体介电材料。通常可以使用三种方法来使高性能聚合物提高传感器灵敏度: ( 1 ) 使用渗透理论和添加导电填料 ( 2 ) 添加高密度填充颗粒; ( 3 ) 设计微纳米结构。

在优化晶体管网络布局的过程中,计算每个设计的电路总长度,并在考虑制造难易的同时选择字线和位线的数量以及连接方法。电子皮肤未来的发展前景非常可观,它可以附着千机器人的表面上以感知周围环境;它也可以作为人机交互的中间接口应用于可穿戴领域。在未来,我们希望电子皮肤集成了生物皮肤的大部分功能,包括但不限千压力、温度和触感。                                      


   

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