我们生活在一个充满隐形力量的世界。我们的每一步、每一个动作都会产生压力,但我们却无法看见或轻易地测量它。

问题所在:当刚性技术遇上人类需求

传统压力传感器由刚性金属和半导体制成的设备一般都体积庞大、笨重,而且无法弯曲。对于监测病人步态、追踪睡眠质素或让机器人感知触觉等应用而言,这些刚性传感器力有不逮,它们的生产成本亦很高,局限大规模应用的可行性。

随着我们的世界变得更加互联和个人化,我们需要能够随身移动、适应人体、并在不造成干扰的情况下提供准确数据的传感器。问题是:我们如何制造出既灵敏能侦测最轻微触碰、又够坚固应付日常使用的设备?

解决方案:柔性与智能的结合

香港应用科技研究院(应科院)开发的柔性压力传感器技术,真正打破了常规。这些传感器既轻且薄,能够贴合任何平面或曲面。它们采用柔性材料制成,能够以卓越的精确度捕捉压力数据,同时保持舒适且不造成干扰。

应科院基于自主研发的独特压力感应材料,开发了薄膜传感器和织物传感器。薄膜版本采用简便且低成本的丝网印刷工艺,将压敏材料印制在柔性基底上,形成高密度、超薄传感器垫,可检测从几克到数吨的力量。织物版本则将压力感应材料直接整合到布料中,在增加智慧感测功能的同时,保留了普通布料的所有舒适性和透气性。 

这些传感器真正出色之处在于其多功能性。薄膜传感器可以组装成任何长度的「电子步道」,而织物传感器则可以编织到日常用品中,如枕头、床褥和椅子。

实际影响:从医院地面到睡房

这些技术已经带来实质影响。在本地医院和康复中心里,应科院的「电子测量步道」正协助临床医生分析病人的步态和平衡能力。在进行膝关节手术之前,医生可以评估病人是否真正需要手术。术后,他们可以用精确、可量化的检测数据追踪病人康复进展及复健运动成效。

在医疗机构以外,织物传感器正在改变我们的睡眠和坐姿方式。配备这些传感器的智慧枕头和床褥能实时监测使用者身体的压力分布,动态调节承托性能以改善舒适度和睡眠质素。对于长时间久坐者,智能座椅有助预防与压力相关的健康问题。

此创新发明的潜在应用场景远不止于此。随着人形机器人的进步,它们需要像人类一样感知和回应触觉。应科院的柔性传感器可作为电子皮肤,赋予机器人触觉感知能力,实现更安全、更直观的人机互动。

获得认可与未来展望

应科院的创新成果赢得了国际赞誉,包括全球百大科技研发奖、日内瓦国际发明展金奖和美国消费电子展创新奖。然而,真正衡量成功的标准不在于奖项,而在于影响力。

通过让隐形的力「看得见」,这些柔性压力传感器正在为个人化医疗健康、提升舒适度和更智慧的技术开启大门。它们代表着从一刀切解决方案向适应性、以人为本的设计转变,这些设计顺应我们的身体而非与之对抗。

传感技术的未来不是刚性的,而是柔性的,而且已经在现实中应用。

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