超灵敏的柔性应变传感器用碳甲基-纤维素定碳纳米管/MXene制成,用于机器学习辅助的手写识别
Junming Cao1,2, Xueguang Yuan1,2, Yangan Zhang1,2
1State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, People's Republic of China.
ACS applied materials & interfaces
|September 14, 2024
概括
一种新型的灵活应变传感器使用甲纤维素 (CMC) 和碳纳米管 (CNTs) /MXene,实现高灵敏度和耐用性. 这使得在人机交互和医疗保健应用中能够准确地识别空中手写.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 灵活的应变传感器对于人机交互和医疗保健至关重要,但在灵敏度和工作范围方面面临挑战.
- 现有的导电复合膜往往难以平衡高性能与耐用性和皮肤整合.
研究的目的:
- 开发一种高灵敏度,耐用性,具有广泛工作范围的灵活应变传感器.
- 为了证明传感器能够无整合人类皮肤和可靠的生理信号采集的能力.
- 建立一个新的空中手写识别系统,使用开发的传感器和深度神经网络.
主要方法:
- 将碳甲基纤维素 (CMC) 纳入碳纳米管 (CNT) /MXene混合网络以增强材料相互作用.
- 制造一个-封装的CMC定CNTs/MXene (CCM) 变种传感器.
- 传感器与人体皮肤集成,使用聚烯酸粘合层.
- 开发一种深度神经网络模型,用于分析应变信号和识别手写字符.
主要成果:
- CCM应变传感器表现出极高的灵敏度 (测量系数高达71,294),工作范围广 (200%),超低检测极限 (0.05%),以及优异的耐用性 (>10,000个周期).
- 传感器在无的皮肤集成后从人体中获得了稳定而清晰的波形采集.
- 空中的手写识别系统实现了高分类准确率,阿拉伯数字为98.00%,字母为94.85%.
结论:
- 开发的CCM应变传感器显著提高了应变传感性能,超过了许多现有的灵活传感器.
- 传感器的特性促进了可靠的生理信号监测,并为先进的人机界面开辟了道路.
- 这项工作为可穿戴技术,医疗保健和智能识别系统的创新应用提供了有希望的方法.
