隨著大數據時代的不斷普及，人-機/環境交互作為其中一個分支受到廣泛關注。界面參數的復雜性對傳感材料的功能性和傳感機制的豐富性提出了更高的要求。在此過程中，當界面多種參數同時發生變化時，功能之間的相互干擾使得系統難以準確響應。
圖1 多模態傳感系統的整體設計示意圖
針對這一關鍵問題，北京大學集成電路學院張海霞教授研究團隊提出了一種全基于激光單步直寫的雙面可穿戴系統（圖1），在實現人-環境交互界面復雜參數記錄的基礎上，利用一套完整的解耦合策略避免了多重傳感參量間的相互作用。具體而言：
（1）定制傳感電極的圖案和微觀形貌，以及活性材料的修飾來控制系統模塊對于穿戴應變（人體偽影）的敏感度；
（2）溫度漂移補償及傳感機制的選擇確保了系統的熱穩定性；
（3）模塊的封裝同時抵抗了接近（靜電）、正向壓力和環境因素（氣體、濕度等）的干擾，并且封裝不降低模塊固有的性能甚至進一步提升模塊的循環穩定性；
（4）具有蛇形互連的雙面“島-橋”狀設計大大分散了穿戴部位的集中應力且避免了系統電化學傳感模塊間的相互作用。
進一步地，得益于激光直寫電極的高導電性、高表面積及高參數可調節性，課題組優化了各傳感模塊的制備工藝以保證工藝的可重復性及模塊間性能的均一性?；谏鲜鲈O計，各傳感模塊間相同配合/協同使整個體系充當了人體生理指標反饋與周圍環境因子感知的橋梁。除了傳感界面處的復雜信號，系統還集成了界面能量采集模塊，降低了系統對外界能量供給的依賴并拓寬了系統的應用情景（圖2）。
圖2 多參量同時感知的應用示例
作者信息
相關成果以“Double-Sided Wearable Multifunctional Sensing System with Anti-Interference Design for Human-Ambience Interface”為題，發表在《ACS Nano》上。北京大學集成電路學院2018級博士生王浩彬為第一作者，韓夢迪教授（北京大學未來技術學院）、張海霞教授為通訊作者。
該研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點科研計劃、北京大學微米/納米加工技術國家級重點實驗室以及北京大學集成電路高精尖創新中心（AICIC）的支持，并感謝美國加州理工學院宋宇博士及中國電子科技大學張曉升教授團隊的幫助。
延伸閱讀：
《印刷和柔性傳感器技術及市場-2021版》
《觸覺技術及市場-2022版》
《可穿戴傳感器技術及市場-2020版》?
