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Highly‐Sensitive Skin‐Attachable Eye‐Movement Sensor Using Flexible Nonhazardous Piezoelectric Thin Film
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2020-12-08 , DOI: 10.1002/adfm.202008242
Nam‐In Kim 1, 2, 3, 4 , Jie Chen 1, 2, 3, 4 , Weijie Wang 1, 3, 4 , Mina Moradnia 1, 3, 4 , Sara Pouladi 2, 3, 4 , Min‐Ki Kwon 5 , Ja‐Yeon Kim 6 , Xiaohang Li 7 , Jae‐Hyun Ryou 1, 2, 3, 4
Advanced Functional Materials ( IF 18.5 ) Pub Date : 2020-12-08 , DOI: 10.1002/adfm.202008242
Nam‐In Kim 1, 2, 3, 4 , Jie Chen 1, 2, 3, 4 , Weijie Wang 1, 3, 4 , Mina Moradnia 1, 3, 4 , Sara Pouladi 2, 3, 4 , Min‐Ki Kwon 5 , Ja‐Yeon Kim 6 , Xiaohang Li 7 , Jae‐Hyun Ryou 1, 2, 3, 4
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Accurate and continuous monitoring of eye movements using compact, low‐power‐consuming, and easily‐wearable sensors is necessary in personal and public health and safety, selected medical diagnosis techniques (point‐of‐care diagnostics), and personal entertainment systems. In this study, a highly sensitive, noninvasive, and skin‐attachable sensor made of a stable flexible piezoelectric thin film that is also free of hazardous elements to overcome the limitations of current computer‐vision‐based eye‐tracking systems and piezoelectric strain sensors is developed. The sensor fabricated from single‐crystalline III‐N thin film by a layer‐transfer technique is highly sensitive and can detect subtle movements of the eye. The flexible eye movement sensor converts the mechanical deformation (skin deflection by eye blinking and eyeball motion) with various frequencies and levels into electrical outputs. The sensor can detect abnormal eye flickering and conditions caused by fatigue and drowsiness, including overlong closure, hasty eye blinking, and half‐closed eyes. The abnormal eyeball motions, which may be the sign of several brain‐related diseases, can also be measured, as the sensor generates discernable output voltages from the direction of eyeball movements. This study provides a practical solution for continuous sensing of human eye blinking and eyeball motion as a critical part of personal healthcare, safety, and entertainment systems.
中文翻译:
使用柔性非危险性压电薄膜的高灵敏度皮肤可固定眼动传感器
在个人和公共健康与安全,选定的医学诊断技术(即时诊断)和个人娱乐系统中,必须使用紧凑,低功耗且易于佩戴的传感器来准确,连续地监视眼睛的运动。在这项研究中,由稳定的柔性压电薄膜制成的高度灵敏,无创且可与皮肤连接的传感器也不含有害元素,以克服当前基于计算机视觉的眼动追踪系统和压电应变传感器的局限性。发达。由单晶III-N薄膜通过层转移技术制成的传感器非常灵敏,可以检测到眼睛的细微运动。灵活的眼动传感器将各种频率和水平的机械变形(由于眨眼和眼球运动引起的皮肤变形)转换为电输出。该传感器可以检测到异常的眼睛闪烁以及由疲劳和嗜睡引起的状况,包括过度闭合,眨眼眨眼和半闭眼。由于传感器从眼球运动的方向产生可辨别的输出电压,因此也可以测量异常的眼球运动,这可能是几种与大脑有关的疾病的征兆。这项研究为连续感测人的眨眼和眼球运动提供了一种实用的解决方案,这是个人医疗保健,安全和娱乐系统的关键部分。该传感器可以检测到异常的眼睛闪烁以及由疲劳和嗜睡引起的状况,包括过度闭合,眨眼眨眼和半闭眼。由于传感器从眼球运动的方向产生可辨别的输出电压,因此也可以测量异常的眼球运动,这可能是几种与大脑有关的疾病的征兆。这项研究为连续感测人的眨眼和眼球运动提供了一种实用的解决方案,这是个人医疗保健,安全和娱乐系统的关键部分。该传感器可以检测到异常的眼睛闪烁以及由疲劳和嗜睡引起的状况,包括过度闭合,眨眼眨眼和半闭眼。由于传感器从眼球运动的方向产生可辨别的输出电压,因此也可以测量异常的眼球运动,这可能是几种与大脑有关的疾病的征兆。这项研究为连续感测人的眨眼和眼球运动提供了一种实用的解决方案,这是个人医疗保健,安全和娱乐系统的关键部分。
更新日期:2020-12-08
中文翻译:
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使用柔性非危险性压电薄膜的高灵敏度皮肤可固定眼动传感器
在个人和公共健康与安全,选定的医学诊断技术(即时诊断)和个人娱乐系统中,必须使用紧凑,低功耗且易于佩戴的传感器来准确,连续地监视眼睛的运动。在这项研究中,由稳定的柔性压电薄膜制成的高度灵敏,无创且可与皮肤连接的传感器也不含有害元素,以克服当前基于计算机视觉的眼动追踪系统和压电应变传感器的局限性。发达。由单晶III-N薄膜通过层转移技术制成的传感器非常灵敏,可以检测到眼睛的细微运动。灵活的眼动传感器将各种频率和水平的机械变形(由于眨眼和眼球运动引起的皮肤变形)转换为电输出。该传感器可以检测到异常的眼睛闪烁以及由疲劳和嗜睡引起的状况,包括过度闭合,眨眼眨眼和半闭眼。由于传感器从眼球运动的方向产生可辨别的输出电压,因此也可以测量异常的眼球运动,这可能是几种与大脑有关的疾病的征兆。这项研究为连续感测人的眨眼和眼球运动提供了一种实用的解决方案,这是个人医疗保健,安全和娱乐系统的关键部分。该传感器可以检测到异常的眼睛闪烁以及由疲劳和嗜睡引起的状况,包括过度闭合,眨眼眨眼和半闭眼。由于传感器从眼球运动的方向产生可辨别的输出电压,因此也可以测量异常的眼球运动,这可能是几种与大脑有关的疾病的征兆。这项研究为连续感测人的眨眼和眼球运动提供了一种实用的解决方案,这是个人医疗保健,安全和娱乐系统的关键部分。该传感器可以检测到异常的眼睛闪烁以及由疲劳和嗜睡引起的状况,包括过度闭合,眨眼眨眼和半闭眼。由于传感器从眼球运动的方向产生可辨别的输出电压,因此也可以测量异常的眼球运动,这可能是几种与大脑有关的疾病的征兆。这项研究为连续感测人的眨眼和眼球运动提供了一种实用的解决方案,这是个人医疗保健,安全和娱乐系统的关键部分。