近日,我院机械工程专业硕士研究生叶朝阳在仿生柔性磁传感器研究方面取得进展,相关研究成果《一种可多场景应用具有梯度结构和宽检测范围的三维仿生磁传感器》(A three-dimensionally architected biomimetic magnetic sensor with gradient structure and wide detection range for versatile applications)发表在国际权威期刊《Measurement》上。《Measurement》是测量科学与仪器技术领域的国际知名期刊(SCI二区),目前影响因子5.6,在测量技术与理论、传感器设计领域有重要学术影响力。论文第一作者及通讯作者为李静教授,开云电竞投注(华东)为第一署名单位和唯一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金、青岛市自然科学基金的联合资助。

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柔性触觉传感器在可穿戴电子产品、机器人系统、人机交互界面等领域展现出了巨大的潜力。传统的触觉传感器在同时实现宽检测范围和高灵敏度方面往往面临挑战,这极大地限制了其在各种实际场景中的应用。
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本文受人类皮肤结构特征的启发,设计了一种由三层不同弹性模量材料和三维分布磁性粒子组成的磁性触觉传感器,并采用压缩辅助磁化以优化磁矩的方向。这种设计策略使传感器能够检测细微的刺激的同时,还能承受高达 50 kPa的压力。此外,该传感器的剪切力检测能力也表现良好,在0-1.13 N的范围内灵敏度为0.13 N⁻¹,在1.13-3 N的范围内灵敏度为0.33 N⁻¹。最后,通过实验验证了该磁性触觉传感器在抓取动作感知、滑动检测和人机接口系统中的具有应用潜力。
