據麥姆斯咨詢報道，美國馬薩諸塞大學阿默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）的研究人員合成了一種新材料，解決了制造可穿戴傳感器過程中最困難的問題之一：壓力問題。研究人員表示，盡管可穿戴“機電轉換”傳感器對改善健康監測和非現場護理應用至關重要，但檢測范圍窄、無法同時感知靜態/動態壓力以及耐久性差等問題限制了其實用性。
為了解決這一問題，研究人員開發了一種全織物壓力傳感器，對從細微的心跳到人體姿態的廣泛壓力范圍內都具有高靈敏度。這項研究成果已經以“Humidity-Resistant, Broad-Range Pressure Sensors for Garment-Integrated Health, Motion, and Grip Strength Monitoring in Natural Environments”為題發表于Advanced Materials Technologies。
馬薩諸塞大學阿默斯特分?；瘜W和化學工程教授Trisha L. Andrew表示：“將這種可穿戴傳感器嵌入舒適的衣物，可以在很長一段時間內持續監測用戶的身體運動和生命體征。從而為臨床醫生提供精細的數據，以便遠程檢測疾病或生理問題。”
獲取這些信息的一種方法是利用微型“機電轉換”傳感器，將身體運動轉換為電信號（例如當用戶把手放在胸前時可以感受到微弱脈沖）。但是，如果運動過大，例如傳感器佩戴者擁抱或趴著打盹，增加的壓力會使傳感器不堪重負，從而中斷數據流，因此，此前的傳感器無法連續監測人體的自然活動。
為了解決這個問題，研究人員開發了一種基于材料突破的寬量程傳感器，即使在日常擁抱，甚至倚靠、坐于其上或擠壓時，該傳感器都能保持工作。研究人員表示，其秘密在于采用了PEDOT-Cl（p-摻雜的聚3,4-亞乙基二氧噻吩）等壓電材料，對服裝面料進行蒸汽印花。
利用該方案，即使是心跳等最微弱的身體運動，也會導致離子在整個傳感器中重新分布。亦即它們可以將人體各種機械運動轉化為電信號，然后對其進行監控。
研究人員表示，他們開發的這種傳感器是第一個能夠實時監測敏感目標人群的織物傳感器，例如，從工業環境中承受較大壓力的工人到兒童和康復患者。
該方案的獨特優勢在于，這種全織物傳感器可以嵌入穿著舒適、寬松的衣服，而不是傳統貼附在皮膚上或嵌入緊身衣物，這使得傳感器更容易收集長期數據，例如心跳、呼吸、關節運動、發聲、步數和握力等。
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/admt.202201313
延伸閱讀：
《可穿戴傳感器技術及市場-2022版》
《Merit Sensor壓力傳感器及MEMS芯片分析》
《博世氣壓傳感器BMP581產品分析》
