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                        有一款智能傳感器,可以直接貼在皮膚上控制移動設(shè)備
                        專欄:行業(yè)資訊
                        發(fā)布日期:2018-05-10
                        閱讀量:4733
                        作者:佚名
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                        無需手機和智能手表,直接拿皮膚當觸控屏,這個常常出現(xiàn)在科幻電影里的場景,越來越可能成為現(xiàn)實。近日,德國薩爾大學(xué)發(fā)明了一款人造皮膚智能傳感器,一種被稱為“多點觸控皮膚”(Multi-Touch Skin )的材料可以通過噴墨打印機印刷在 PET 塑料薄底上,再將其貼到身體的任何部位,人就可以通過這個人造皮膚直接控制移動設(shè)備,譬如切歌或者發(fā)短信,就跟手機的觸控屏差不多。這個傳感器的結(jié)構(gòu)也和智能手機的觸...

                        無需手機和智能手表,直接拿皮膚當觸控屏,這個常常出現(xiàn)在科幻電影里的場景,越來越可能成為現(xiàn)實。

                        近日,德國薩爾大學(xué)發(fā)明了一款人造皮膚智能傳感器,一種被稱為“多點觸控皮膚”(Multi-Touch Skin )的材料可以通過噴墨打印機印刷在 PET 塑料薄底上,再將其貼到身體的任何部位,人就可以通過這個人造皮膚直接控制移動設(shè)備,譬如切歌或者發(fā)短信,就跟手機的觸控屏差不多。

                        這個傳感器的結(jié)構(gòu)也和智能手機的觸控屏相似,由兩層縱橫堆疊成網(wǎng)格中的電極組成,其交叉處的電容不斷被測量。當手指觸摸傳感器時,因手指導(dǎo)電,所以電容會減小。目前,它的每一塊皮膚都通過硬導(dǎo)線連接到一個觸控芯片上,而這個芯片又與一臺樹莓派 zero(Raspberry Pi Zero)微型計算機相連,后者由一塊小電池驅(qū)動。當芯片檢測到電容的變化時,就會將其映射到某幾個觸控位置。

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                        用貼紙或紋身來做觸控屏,并不新鮮。這個智能傳感器的最大亮點在于,它是第一個高分辨率多點觸控傳感器,也就是說,它可辨別兩個或兩個以上手指的觸控訊息。

                        此前,紅外接近傳感器、深度照相機或魚眼相機等設(shè)備已經(jīng)利用了光敏傳感器來做觸控屏,聲納或雷達技術(shù)也被應(yīng)用于感知手指移動。但這些技術(shù)只能辨別單個觸控訊息,而且分辨率很低。雖然移動設(shè)備中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了電容傳感器,可以進行高分辨率多點觸控,但這些傳感器通常使用了剛性的電子器件,不適應(yīng)于彎曲、靈活的人體表面。所以,一直以來,在皮膚上觸控的電容傳感器也僅限于單電容傳感。這款多點觸控皮膚傳感器用互容矩陣傳感取代了通常的自電容傳感,使得可伸縮和高分辨率多點觸控成為可能。

                        此外,由于多點觸控皮膚傳感器非常薄,直接貼在皮膚上,所以使用者身體的電容效應(yīng)會產(chǎn)生寄生噪聲,干擾傳感器。因此,傳感器底部還添加了一個屏蔽層。出于以上考量,傳感器選用銀作為導(dǎo)體,PET 塑料作為襯底,并用 PVC 塑料作為電極之間的絕緣材料,以避免對使用者的皮膚造成影響。使用噴墨印刷機打印傳感器也將打印時間最快縮短到了一分鐘以內(nèi)。

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                        雖然并不是首例,但這款多點觸控皮膚傳感器的形狀可以自由設(shè)計,貼到身體的任何部位,也是它的亮點之一。研究者們開發(fā)了一個軟件,可以設(shè)計自己想要的皮膚傳感器形狀,然后計算出這個形狀下需要將電極的形狀和位置設(shè)計成啥樣,最后再將傳感器打印出來。研究人員 Aditya Shekhar Nittala 說:“為了讓我們能夠真正使用身體所有部位做傳感器,我們必須使傳感器擺脫矩形形狀?!?/span>

                        目前,研究人員已經(jīng)創(chuàng)造了四個不同的觸控接口,手腕處的可以控制 LED 燈,兩指旋轉(zhuǎn)可改變 LED 燈的顏色,滑動則可控制燈泡的亮度;耳后的接口,上下滑動可以改變音量,左右滑動則是切歌,輕觸可以暫停播放;前臂處的則可以發(fā)送短信,手掌處可以接電話。

                        這項研究 4 月 26 日在加拿大蒙特利爾舉行的國際會議上發(fā)表,目前尚不清楚這項技術(shù)是否會投入商用。但研究團隊在論文中寫道,傳感器在關(guān)節(jié)處會因彎曲而變形,該傳感器在多大程度上能承受如此強烈和反復(fù)的變形,以及這是否會影響功能,還有待正式研究,他們希望進一步研究用皮膚做傳感器的技術(shù)。

                        不過想把皮膚變成觸控屏的研究團隊和公司并不少。2016 年,美國麻省理工學(xué)院媒體實驗室(MIT Media Lab)就與微軟研究院(Microsoft Research)合作研發(fā)出了一種名為 DuoSkin的“電子文身術(shù)”,將這種仿制金箔貼紙貼在皮膚上后,皮膚就變成了觸控屏,可遠程控制智能手機等設(shè)備,或者通過 NFC 傳輸數(shù)據(jù)。

                        不少團隊還在研究如何用投影技術(shù)將皮膚變成觸控屏。譬如,不久前,卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員就做了一款內(nèi)置投影儀的智能手表原型機,這款手機叫 LumiWatch,可以將佩戴者的手臂皮膚變成一塊觸摸屏。

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