层层自组装的蜂结构灵活的压力传感器阵列用于步态分析和运动姿势识别,辅助ResNet-50神经网络
Hao Zhang1, Chunqing Yang1, Hui Xia1
1State Key Laboratory of Chemical Safety, College of Control Science and Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China.
ACS sensors
|March 10, 2025
概括
使用多巴胺修饰的胺海绵 (MS) 的新型灵活压力传感器实现了高灵敏度和稳定性. 这种可穿戴的传感器阵列能够使用神经网络准确地识别人类的运动姿势.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电子工程 电子工程
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 灵活的电子设备对于先进的应用至关重要.
- 灵活的压力传感器是可穿戴设备中必不可少的组件.
- 开发具有高性能和稳定的传感器是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 开发一种高度灵敏和稳定的灵活压力传感器.
- 为了创建一个可穿戴的传感器系统,用于人类运动检测.
- 探索机器学习用于姿势识别的应用.
主要方法:
- 碳黑 (CB) /MXene- (SR) @MS柔性压力传感器 (CMSM) 的制造,使用层次自组装.
- 使用SR作为粘合剂构建蜂结构.
- 开发一个6个单元的CMSM传感器阵列,用于智能内.
- 应用ResNet-50神经网络算法用于姿势识别.
主要成果:
- CMSM传感器表现出高灵敏度 (7.44 kPa-1),广泛的检测范围 (0-240 kPa),以及快速的响应/恢复时间 (150 ms/180 ms).
- 传感器表现出出色的机械性能和长期稳定性.
- 智能内实现了90.63%的准确性,识别了16种人类运动姿势.
结论:
- 开发的灵活的海绵式压力传感器提供了出色的机械和传感能力.
- 这项研究为设计灵活的可穿戴传感器设备提供了一种新方法.
- 与人工智能算法的集成使先进的人类运动分析成为可能.
