可穿戴红外传感器

国外媒体报道，微软Xbox业务负责人Don Mattrick日前在公司内部的TechForum大会上表示未来十年可穿戴式智能设备会迅速发展，他认为未来我们至少会在身上穿着10个传感器，用于收集各种信息。　　这十个传感器会包含哪些？虽然Don Mattrick并未详细介绍，但我们现在就可以根据已有的信息进行一番合理的YY。　　光从手机来看，至少就有摄像头、GPS芯片、重力加速度传感器、光线感应器等。　　而炒了很久一直未上市的Google Glass将是穿戴式智能设备的一大方向，它具有拍照、声控、视频通话等功能，还可以接入网络。相比手机，Google Glass需要实时监测使用者的动作和位置，需要更多的传感器，所以摄像头、加速传感器、指南针、陀螺仪之类更少不了，而且还会更精密。　　至于近段时间广受关注的智能手表，更是各种传感技术的高度集成。例如手表的体积小，没有大尺寸的触屏供你操作，各种功能的实现需要更加精确的动作感应来实现。即使离开智能的概念，现有的手表早就开始集成气压/高度/水深计、温度计、罗盘、血压计、重力感应器、太阳能面板、红外发射器、电波接收器等。　　从微软方面来看，虽然目前没有穿戴式设备的具体消息放出，但相关的储备技术已经有了不少。例如微软在测试一个名为Joule的心脏检测仪，内置触摸屏和GPS、蓝牙等功能，戴在手腕上，即可用于健身也可用于医疗。　　微软Xbox 360的Kinect体感外设大家已经很熟悉了，它其中就集成了包括激光测距仪和3D摄像头等设备。传言称微软有一个叫Project Fortaleza的研究计划，是一个类似Google Glass的眼镜，但技术更进一步，具有增强现实的功能，可以配合Kinect在Xbox上实现更酷的游戏体验。　　不过谁知道这项技术会不会扩展到更广泛的用途中呢，Kinect最早也是只用在游戏中，现在不也在医疗和工程等行业里得到应用了吗？　　除了这些硬的东西，微软在线服务部门总裁Qi Lu还透露未来会为穿戴式智能设备**特别优化的Bing搜索服务，并且这些设备的用户与好友进行信息的分享。

[color=#000000]近日，大连化物所催化基础国家重点实验室热电材料与器件研究组（525组）姜鹏研究员、陆晓伟副研究员、包信和院士团队开发了柔性、可穿戴长波红外光热电探测器，并将其用于电子皮肤非接触温度感知。[/color][color=#000000]仿生触觉是智能机器人感知外部环境刺激的基础。在传统触觉系统中，触觉传感器需要与外部环境物理接触进而获取温度信息，无法在接触前对外部刺激作出预判。因此，发展具有非接触温度感知能力的先进触觉传感技术，将有助于为机器人交互感知领域带来全新的体验。[/color][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202404/uepic/d9f98d30-33d3-4a5f-ae64-7284b6ef766d.jpg[/img][/align][color=#000000]光热电探测器是基于光热、热电两个能量转换过程，可在无需制冷、无需偏置电压、无接触的条件下实现对长波红外辐射（8至14μm）的灵敏探测。本工作中，研究团队在前期光热电探测器工作（[/color][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204355][i][b]Adv. [/b][/i][/url][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204355][i][b]M [/b][/i][/url][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202204355][i][b][color=#0070c0]ater. [/color][color=#0070c0][/color][/b][/i][/url][color=#000000]，2022；[/color][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201902044][i][b]Adv. Mater [/b][/i][/url][color=#0070c0][i][b].[/b][/i][/color][color=#000000]，2019；[/color][url=https://www.nature.com/articles/s41467-018-07860-0][i][b]Nat. Commun. [/b][/i][/url][color=#000000]，2019）的基础上，在具有长波红外吸收能力的柔性聚酰亚胺（PI）衬底上构建了Te/CuTe热电异质结，制备出高灵敏度、柔性、可穿戴长波红外光热电探测器。Te/CuTe热电异质结一方面可以提升复合薄膜的热电功率因子，起到降低器件噪音的作用；另一方面可以通过降低其光学反射损耗，并将其光学反射极小值与PI吸收峰对齐，增强光热电耦合，提升器件灵敏度。[/color][color=#000000]在非接触式温度感知测试中，当目标温度从零下50°C上升至110°C，所制备的柔性光热电探测器灵敏度均优于商业刚性热电堆，温度分辨能力可达0.05°C。以此为基础，研究团队利用该红外探测器在接近辐射源过程中响应电压的斜率变化，开发了动态温度预警系统，使得软体机械手可对热源进行预先判定。该工作为在仿生触觉系统中引入红外探测技术提供了可行的解决方案，在机器人交互感知、虚拟现实等领域具有重要的应用前景。[/color][color=#000000]相关研究成果以“[b]Touchless thermosensation enabled by flexible photothermoelectric detector for temperature prewarning function of electronic skin ”[/b]为题，发表在[b]《先进材料》[/b][i]（Advanced Materials）[/i]上。上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、辽宁省自然科学基金、大连化物所创新基金等项目的资助。（文/图 郭晓晗、陆晓伟）[/color][color=#000000]文章链接：[/color][url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313911][b]https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313911[/b][/url][来源： 中国科学院大连化物所][align=right][/align]