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澳大利亞悉尼科技大學研發石墨烯傳感器助力“意念控制”機器人

傳感器專家網 ? 2023-04-19 15:17 ? 次閱讀

傳感新品

【澳大利亞悉尼科技大學:研發石墨烯傳感器助力“意念控制”機器人

科技日報北京4月6日電 (記者張佳欣)戴上專門的電子頭帶,用人的意念控制機器人,這聽起來似乎只是科幻小說中存在的情節。但現在,發表在美國化學會《ACS應用納米材料》上的研究向實現這一目標邁出了一步。通過設計一種不依賴于黏性導電凝膠的特殊3D圖案結構,澳大利亞悉尼科技大學團隊創造出了可測量大腦電活動的“干式”傳感器,在不平整的頭部曲線和千絲萬縷的頭發中也能輕松使用。

醫生使用腦電波監測來自大腦的電信號,其中專門的電極被植入或放置在頭部表面。腦電波有助于診斷神經疾病,但它也可被結合到腦機接口中,這種接口使用腦波來控制外部設備,如假肢、機器人甚至視頻游戲。

大多數非侵入性的產品都使用“濕”傳感器,這些傳感器用一種黏糊糊的凝膠貼在頭上,會刺激頭皮,有時還會引發過敏反應。

作為替代方案,研究人員一直在開發不需要凝膠的“干式”傳感器。盡管像石墨烯這樣的納米材料可能是一個合適的選擇,但它們扁平和典型的片狀性質使它們與人類頭部不平坦的曲線不相容,尤其是長時間使用時。因此,研究人員想要創造一種基于多晶石墨烯的3D傳感器,可準確地監測大腦活動,而不會產生任何黏性。

該團隊創造了幾種具有不同形狀和圖案的3D石墨烯涂層結構,每個結構的厚度約為10微米。測試表明,石墨烯傳感器在枕骨區域的彎曲、頭發茂盛的表面效果最好,枕骨區域是大腦視覺皮層所在的頭顱底部位置。

研究小組將8個這樣的傳感器整合到一個彈性頭帶中,并固定在枕骨區域。當與顯示視覺提示的增強現實耳機相結合時,電極可檢測到正在觀看的提示,然后與計算機合作,將信號解析為控制四條腿機器人運動的命令,該過程完全解放雙手。

盡管新電極的工作效果不如濕式傳感器,但研究人員表示,這項工作代表著朝著開發堅固、易于實現的干式傳感器邁出了第一步,可幫助擴大腦機接口的應用。

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目前,大陸集團的ZCU平臺正在使用英飛凌的AURIX TC4微控制器。得益于AURIX TC4的特殊存儲技術,汽車軟件會處于待機狀態。只要車輛啟動,停車輔助、空調、供暖及懸掛等功能在不到一秒的時間內就可準備就緒。憑借該平臺方法,大陸能夠為汽車制造商的不同需求提供支持。通過單獨配置HPC和ZCU的數量、它們之間的互動方式以及在車輛內部的排列方式,汽車制造商能夠根據自己的需求定制汽車架構。

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