科技前沿应用最新动态(第248期)
栏目:最新动态 发布时间:2022-06-04 09:37:13

  近期,中国科学家研制出一种柔性可穿戴的智能健康监测系统,可称之为“智能服装”。它可实现对身体震颤、脉搏、呼吸、手势以及6种人体运动姿态的实时监测。这种“智能服装”的成功得益于“柔性纤维应变传感器”研究。

  西北工业大学柔性电子研究院黄维院士、王学文教授和北京理工大学预聘教授宋维涛团队合作,开发了新型聚氨酯聚合物(ASC)与碳纳米管(CNT)层复合而成的纤芯具有较高的应变范围(~700%)和较高的强度(~17.6 MPa),同时具有较高的应变分辨率和较大的检测范围(0.0075% ~400%)。此外,还可以检测到0 ~ 40Hz的低频振动,这涵盖了人体发生的大多数震动。利用纤维机械传感器开发了一种可穿戴智能健康监测系统,能够监测11种与健康相关的生理信号,从而预测和诊断疾病。

  该团队设计的可穿戴健康监测系统,可以用来检测手腕脉搏和呼吸。纤维机械传感器可以附着在人体的不同位置,采集生理信号和特征信号,如眨眼、跳跃、手指弯曲、喉咙振动等,还可以监测人体姿态,如:跑、走、跳、坐、爬楼梯、跌倒等。此外,它还可以实现对身体姿势的准确性和协调性的预测,总准确率为92.7%,在体育运动中身体协调性的跟踪方面有一定的应用前景。

  柔性电子是当今世界最具发展前景的前沿技术之一。柔性可穿戴电子系统作为新型的便携式电子设备,在人机交互、状态监测、医疗保健等领域具有广泛的应用前景。

  吃药是人生中必须经历的事情之一,但对很多儿童、甚至一些成年人来说,吃药却成为了一件非常困难的事。此外,还有些人因为身体原因,并不能合理吸收药效。 为此,据《科学进展》期刊报道,近日科学家设计并制造出一种微型千足虫状机器人,它能在肠道内爬行以提供治疗药物。

  据介绍,该机器人只有几毫米大小,由柔性金属制成,并使用磁流引导。它不会对人体器官造成任何伤害,进入人体后,它可以粘在覆盖内部器官的粘液上,还能向任何方向攀爬。

  研究人员表示,该机器人制造成功的关键在于它的脚。他们选用了由壳聚糖制成的尖刺脚垫来保持抓地力,这种脚垫类似于在田间散步时附着在裤腿上的植物毛刺。一旦抓在地上,即使是被液体被冲过,它也能够保持抓地力。

  目前,该机器人已经在猪肺和消化道内进行了相关实验。研究人员将微型机器人引导到食道下方,然后穿过支气管,一直到消化道。测试表明,它能够承载高达自身大小三倍和自身重量20倍的货物。 研究人员认为,该机器人在未来会用于将药物输送到身体的各个部位。

  近日,来自美国西北大学的研究人员对外公开展示宣布了有史以来最小的遥控步行机器人。该机器人的体积非常小巧,其外观形似螃蟹。 研究人员表示,该机器人不仅外观可爱小巧,它的工作场景很多。例如,它可进入到空间狭窄、人们难以到达的空间来帮助构建其他设备。此外,得益于它的体积小巧,不需要电线或电力便可进行操作。它甚至有一天可以在人体中漫游,就像某种灵巧的六足医疗助理一样。

  “我们可以将该遥控步行机器人想象为修复或组装工业中小型机器装置,或者作为外科手术助手来清除阻塞的动脉、止血或消除癌性肿瘤。”约翰·罗杰斯(John A. Rogers)西北大学材料科学与工程教授在一份声明中表示。同时,他也是周三发表在《科学机器人》杂志上的论文的合著者。

  有趣的是,罗杰斯和他的研究团队,并没有把微型遥控步行机器人的外观局限于现有的螃蟹外观上。该团队或许在未来还将制造更多形状的微型机器人。例如,蟋蟀、甲虫和尺蠖等。

  “通过这些组装技术和材料概念,我们可以制造几乎任何尺寸或3D形状的步行机器人,”罗杰斯说。“但学生们对小螃蟹的侧身爬行动作感到鼓舞和逗乐。这是一种创造性的奇思妙想的研究领域。”罗杰斯说。“而微型机器人的发展是学术探索的一个有趣话题。”

  近日,美国麻省理工学院电机电子工程与计算机科学系博士后韩金池团队研发出一种新型多功能声学薄膜,比起传统扬声器,具有厚度薄、柔性好、透明且具有较好声学特性。

  当坐在沙发上,房间的墙纸能放音乐,让你沉浸于真实的环绕立体声中;这些墙纸还具有麦克风功能,让你能对智能家居发号施令。这项研究发表在国际顶刊IEEE Transactions on Industrial Electronics上。

  最近,斯坦福大学的一个研究团队在《科学机器人》期刊上发表论文称,他们受藤蔓、真菌和神经细胞等自然生物生长方式的启发,设计了一种轻量柔性机器人。

  该团队采用一种密闭的小型圆柱体和管状柔性材料制成的这款机器人,只需将其放置于废墟入口处,其前端的控制系统会在压缩空气推动下,控制前进方向,类似藤蔓向缝隙处不断延伸。该机器人可能会卡在某处,但并不会阻止其继续前进,因为其尖端还能“生长”。机器人前端,有一个摄像头和相应传感器,使得搜救人员能够获得废墟内部的情况。

  相较于其他探察机器人,以水或灭火气体作为该机器人驱动方式后,可为受困于狭小空间的伤员提供水,或者在封闭区域灭火,为现场紧急搜救领域打开一扇新的大门。