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弹性可穿戴贴片 可帮助人类与机器人双向通信

休斯顿大学的工程师们正在努力使人类和机器的融合变得更容易一些。他们开发了一种易于制造的柔性电子贴片,当贴在人身上时,可以将人的动作和其他指令转换给机器人,并接收机器人的温度反馈。

在休斯顿大学助理教授Cunjiang Yu的带领下,该团队开发了晶体管、RRAM存储单元、应变传感器、紫外线探测器、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。他们把不同的设备集成到一个4微米厚的胶塑料贴片中。

Images: Cunjiang YuUniversity of Houston engineers integrated several types of indium zinc oxide-based devices including [left to right]: RRAM, FET, UV sensor, temperature sensor, and a strain sensor.

一篇描述休斯顿研究人员工作的论文于今日发表在Science Advances杂志上。

研究人员将贴片放在志愿者的手背上,根据人体的手部运动对贴片的应变传感器所做的动作,控制机器人的手,使其关闭或打开。更重要的是,他们能够通过贴片的集成加热器电路,将机器人手的温度反馈给人类,从而关闭机器人控制回路。

这些器件都是利用光刻技术制作的结构,由50纳米厚的金导体、氧化铟锌(IZO)半导体、聚酰亚胺封装和(对于晶体管)一种叫做SU-8的普通介电环氧树脂组成。导体的蛇形形状使器件能够在不断裂的情况下与多金属一起拉伸,但半导体的多功能性才是真正厉害的地方。

IZO在晶体管中起着电子传导半导体的作用,在紫外传感器中起着光电导的作用。IZO的电阻随温度降低,因此可以作为温度传感器(热敏电阻)中的可变电阻;其电阻随应变增加而增加,因此可以形成应变传感器。而在这些材料的另一种结构安排中,某些电压将形成或破坏IZO中的导电丝,产生非易失性电阻存储器(RRAM)。即使在沉积成胶体和干燥后形成凝胶,也就是所谓的溶胶-凝胶过程。

“这太惊人了,”Yu说。“传统上,要实现多种功能,您可能需要将材料或多个芯片进行异构集成。但是现在用一种材料,就可以做到这一切了。”

· 2019-09-15 07:57  本新闻来源自:,版权归原创方所有

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