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研究方向


   柔性智能感知技术颠覆性了传统敏感元件的刚性物理形态,具有良好的力学柔韧性、延展性和灵活性,借助电子芯片、程序算法、无线通信等技术,可以实现信息与人、物体、环境的高效共融,在医疗保健、智能织物、电子皮肤、智能假肢、虚拟现实、智能机器人等前沿领域有着广阔的应用前景。本课题组以‘柔性智能感知’为核心,致力于新型传感材料新型传感结构新型传感机理新型传感器件新型传感系统等方面的研发与创新,探索柔性智能感知技术穿戴健康监测疾病检测与治疗人工电子皮肤智能假肢柔性机器人触觉仿生智能系统等前沿交叉领域的应用前景。


1. 柔性电子技术&柔性智能传感:随着可穿戴智能设备、人机交互、柔性机器人、生物电子学等新兴领域发展,传统性脆、质硬的电子器件难以满足上述实际应用的需求,因此,柔性电子器件应运而生。柔性电子器件根据其形状因子,可大概分为三个层次:1)较薄、可弯曲(thin and flexible)、2)柔软、可拉伸(soft and stretchable)及 3)超薄、共形(ultrathin and conformal)。第一层次的电子器件一般构建与柔性基材之上,可以任意弯曲;第二层次的电子器件使用本征可拉伸的电子材料,或基于可拉伸微观结构(如蛇形结构、波纹结构等),可发生拉伸形变,具有更高的形变自由度;第三层次的电子器件不仅非常的柔软,而且非常薄,可稳定贴合在任意的三维曲面之上,或者动态变化的曲面之上,在电子纹身、生物电子学、人工电子皮肤等领域具有很好的应用前景。本课题组长期从事柔性电子材料、柔性器件结构、柔性传感器件、可拉伸电子材料及器件的研发,在柔性电子器件的整体设计、制备工艺、性能表征、应用研究等方面具有丰富的经验和扎实的基础,致力于新型柔性、可拉伸及共形电子器件的创新与应用。



2. 可穿戴健康监测&人机交互:除了柔性智能感知技术的基础研究之外,本课题组致力于柔性智能感知技术在可穿戴健康监测与人机交互领域的应用研究。在可穿戴健康监测方面,主要通过柔性传感器件对人体活动(如肢体活动、发音、咳嗽、吞咽、足底压力分布等)以及生理信号(如体温、心率、呼吸速率、脉搏、血压等)进行实时检测与监测,通过分析可穿戴器件的特征信号,对人体健康状况进行监测,或者对某些疾病进行预警和干预。在人机交互方面,将所研发的柔性智能感知技术应用于不同前沿领域,包括柔性机器人触觉、智能控制、虚拟现实、智能电子织物、结构健康监测、震动监测等。



3. 柔性人工智能电子皮肤:作为人体面积最大的器官,人体皮肤可以使我们感知各种外界刺激,包括机械刺激(例如触摸、挤压、震动等)、温度刺激、化学刺激等上述各种功能不仅可以使我们感知外部世界,与外界进行动态交互,还可以进行自我保护。柔性人工电子皮肤(Artificial Electronic Skin)旨在全面模仿人体皮肤的各种感知功能,近年来逐渐发展成为研究热点。本课题组长期致力于各类新型柔性人工电子皮肤的开发与应用,并探索其在智能人工假肢、机器人触觉、生物电子等领域的实际应用。



4. 仿生功能/智能电子器件与系统:自然界中的生物(包括动物、植物、微生物等)经过长期进化与选择,发展、形成了各种独特的功能与本领,使其不断壮大,繁衍不息。通过向自然界中的生物学习,可获得源源不断的灵感。本课题组致力于仿生电子器件与智能系统的研发与创新,通过向大自然学习,设计、构建新型的智能材料、智能结构、智能器件等,最终实现高级仿生智能系统的研发与应用。