研究人员开发出全新电子皮肤 动力来自于佩戴者的汗水

2020年04月24日 10:56 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

现在,我们中的许多人通过佩戴像Fitbit公司的健康和健身追踪器来了解自己的情况,而这些追踪器是靠需要充电的电池来运行的。来自加州理工学院的研究人员已经开发出了一种可以装上传感器的电子皮肤,它的动力来自于佩戴者的汗水。

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"这类可穿戴设备的主要挑战之一是在电源方面。"该项目研究人员高伟(音译)说。"很多人都在使用电池,但这并不能持续很久。有些人曾经尝试过使用太阳能电池或收集人体运动的能量,但我们想知道,'我们能从汗水中获得足够的能量来为可穿戴设备供电吗',答案是肯定的。"

我们的汗液中含有浓缩的乳酸。这种正常新陈代谢过程中的副产品会被电子皮肤的燃料电池吸收--这些燃料电池由碳纳米管制成,里面有铂/钴催化剂和一种酶,这些酶可以分解乳酸盐,并被复合网状物所容纳。在这里,人体的排出物与周围空气中的氧气混合,生成水和丙酮酸。

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加州理工学院的研究团队表示,这些生物燃料电池可以产生足够的持续稳定的电力,为监测心率、体温和血糖水平等传感器以及蓝牙收音机提供动力。

"虽然近场通信是许多无电池电子皮肤系统的常用方法,但它只能用于很短的距离内的电力传输和数据读取,"高晓明解释说。"蓝牙通信消耗更高的功率,但对于实际的医疗和机器人应用来说,蓝牙通信是一种更有吸引力的方法,具有扩展的连接性。"

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燃料电池、传感器和无线通信系统都包含在一个柔软的弹性橡胶贴片内,直接贴在佩戴者自身的皮肤上。而且研究人员表示,这种以汗水为动力的电子皮肤可以 "持续运行多日"。

展望未来,该团队认为该研发成果可作为多种不同的无电池生物传感器的平台,并有可能作为人机界面帮助操作未来的假肢。

有关这项研究的论文发表在《科学·机器人学》杂志上。

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