
我們生活在一個充滿隱形力量的世界。我們的每一步、每一個動作都會產生壓力,但我們卻無法看見或輕易地測量它。
問題所在:當剛性技術遇上人類需求
傳統壓力傳感器由剛性金屬和半導體製成的設備一般都體積龐大、笨重,而且無法彎曲。對於監測病人步態、追蹤睡眠質素或讓機器人感知觸覺等應用而言,這些剛性傳感器力有不逮,它們的生產成本亦很高,局限大規模應用的可行性。
隨着我們的世界變得更加互聯和個人化,我們需要能夠隨身移動、適應人體、並在不造成干擾的情況下提供準確數據的傳感器。問題是:我們如何製造出既靈敏能偵測最輕微觸碰、又夠堅固應付日常使用的設備?
解決方案:柔性與智能的結合
香港應用科技研究院(應科院)開發的柔性壓力傳感器技術,真正打破了常規。這些傳感器既輕且薄,能夠貼合任何平面或曲面。它們採用柔性材料製成,能夠以卓越的精確度捕捉壓力數據,同時保持舒適且不造成干擾。
應科院基於自主研發的獨特壓力感應材料,開發了薄膜傳感器和織物傳感器。薄膜版本採用簡便且低成本的絲網印刷工藝,將壓敏材料印製在柔性基底上,形成高密度、超薄傳感器墊,可檢測從幾克到數噸的力量。織物版本則將壓力感應材料直接整合到布料中,在增加智慧感測功能的同時,保留了普通布料的所有舒適性和透氣性。
這些傳感器真正出色之處在於其多功能性。薄膜傳感器可以組裝成任何長度的「電子步道」,而織物傳感器則可以編織到日常用品中,如枕頭、床褥和椅子。
實際影響:從醫院地面到睡房
這些技術已經帶來實質影響。在本地醫院和康復中心裡,應科院的「電子測量步道」正協助臨床醫生分析病人的步態和平衡能力。在進行膝關節手術之前,醫生可以評估病人是否真正需要手術。術後,他們可以用精確、可量化的檢測數據追蹤病人康復進展及復健運動成效。
在醫療機構以外,織物傳感器正在改變我們的睡眠和坐姿方式。配備這些傳感器的智慧枕頭和床褥能實時監測使用者身體的壓力分佈,動態調節承托性能以改善舒適度和睡眠質素。對於長時間久坐者,智能座椅有助預防與壓力相關的健康問題。
此創新發明的潛在應用場景遠不止於此。隨着人形機器人的進步,它們需要像人類一樣感知和回應觸覺。應科院的柔性傳感器可作為電子皮膚,賦予機器人觸覺感知能力,實現更安全、更直觀的人機互動。
獲得認可與未來展望
應科院的創新成果贏得了國際讚譽,包括全球百大科技研發獎、日內瓦國際發明展金獎和美國消費電子展創新獎。然而,真正衡量成功的標準不在於獎項,而在於影響力。
通過讓隱形的力「看得見」,這些柔性壓力傳感器正在為個人化醫療健康、提升舒適度和更智慧的技術開啟大門。它們代表着從一刀切解決方案向適應性、以人為本的設計轉變,這些設計順應我們的身體而非與之對抗。
傳感技術的未來不是剛性的,而是柔性的,而且已經在現實中應用。
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