Elektronische huidsensor decodeert menselijke beweging

Er is een aangedreven, single-strained elektronische huidsensor ontwikkeld die menselijke beweging van een afstand kan vastleggen. De spanningssensor, geplaatst op de pols, decodeert complexe vijfvingerige bewegingen in realtime met een virtuele 3D-hand die de originele bewegingen weerspiegelt. Het diepe neurale netwerk versterkt door Rapid Situation Learning (RSL) zorgt voor een stabiele werking, ongeacht de positie op het huidoppervlak.

Conventionele benaderingen vereisen meerdere sensornetwerken die de gehele kromlijnige oppervlakken van het doelgebied bestrijken. In tegenstelling tot conventionele fabricage op basis van wafels, biedt deze laserfabricage een nieuw detectieparadigma voor bewegingsregistratie. Het meetsysteem extraheert signalen die overeenkomen met bewegingen van meerdere vingers door met behulp van lasertechnologie scheuren te genereren in metalen nanodeeltjesfilms. De sensorpatch werd vervolgens aan de pols van een gebruiker bevestigd om de beweging van de vingers te detecteren.

Het concept van dit onderzoek ging uit van het idee dat het lokaliseren van een enkel gebied efficiënter zou zijn voor het identificeren van bewegingen dan het aanbrengen van sensoren op elk gewricht en elke spier. Om deze targetingstrategie te laten werken, moet het de signalen van verschillende gebieden nauwkeurig vastleggen op het punt waar ze allemaal samenkomen en vervolgens de informatie ontkoppelen die verstrikt is in de geconvergeerde signalen. Om de bruikbaarheid en mobiliteit van gebruikers te maximaliseren, gebruikte het onderzoeksteam een ​​eenkanaalssensor om de signalen te genereren die overeenkomen met complexe handbewegingen.

Het RSL-systeem verzamelt gegevens van willekeurige delen op de pols en traint het model automatisch in een realtime demonstratie met een virtuele 3D-hand die de originele bewegingen weerspiegelt. Om de gevoeligheid van de sensor te vergroten, gebruikten onderzoekers laser-geïnduceerde scheurvorming op nanoschaal.

Dit sensorische systeem kan de beweging van het hele lichaam volgen met een klein sensorisch netwerk en de indirecte meting van menselijke bewegingen op afstand mogelijk maken, wat van toepassing is op draagbare VR/AR-systemen. Het onderzoeksteam analyseerde de sensorsignaalpatronen in een latente ruimte die het gedrag van de sensor in de tijd inkapselde en vervolgens brachten ze de latente vectoren in kaart met metrische ruimten voor vingerbewegingen.

Het systeem is uitbreidbaar naar andere lichaamsdelen; het is bijvoorbeeld in staat om loopbewegingen uit een bekken te extraheren. Deze technologie zal naar verwachting worden gebruikt in gezondheidsmonitoring, bewegingsregistratie en zachte robotica.