柔性压力传感器在人工智能领域的应用-感算商城

传统压力传感器多由金属或半导体材料制成，因而存在韧性差、重量大、灵敏度低等缺点，无法满足人们对便携、轻薄、舒适、可共型接触准确测量的要求。柔性压力传感器因具有机械柔性，能贴合复杂曲面，使它的应用场景得以扩展到人机交互界面、电子皮肤、智慧医疗等领域而引起极大关注。

近年来，随着材料科学、柔性电子技术和纳米技术的发展，柔性传感器需求不断扩大。研究具有复杂感知功能，能同时感测并区分外部压力信号、化学信号和生物信号等的集成化多功能柔性电子设备具有重大意义。

其中，基于人类感觉系统仿造的柔性压力传感器引起了广泛的关注，其在人工智能、新型医疗监测、生物医疗和人机交互界面等领域中具有巨大的应用潜力。

目前市面上应用较多的柔性压力传感器的信号传递机制主要分为三种：压阻、压容以及压电。其机制为在施加压力后，传感器的电阻、电容、电压发生变化，继而导致电信号发生变化，压力信号被转换为电信号。此外，摩擦纳米发电、有机场效应管等新型柔性压力传感器也具有良好的研究应用前景。

对于这些柔性压力传感器从原理上来看，基于压电原理的限制，压电式柔性压力传感器无法有效检测静态力，而压容式柔性压力传感器对微小变化具有极高的灵敏度，常用于检测微小静态力。相比上述两种柔性压力传感器，压阻式柔性压力传感器具有检测范围广、结构简单、静态和动态力均可识别的特点。

这些特征满足了压力传感器的新兴需求，使其可以被用于人工智能(AI)领域，如健康医疗，智能家居，数字化体育，安全领域的无线监控，以及AI传感平台等。

健康医疗应用

随着人口老龄化和儿童护理需求的增加，柔性压力传感器以电子皮肤或集成于智能床垫等形式，基于对血压、脉搏、心跳、呼吸，震颤、身体运动等信号的监测以及对纹理辨别、盲文的触觉感知等作用，在患者健康状况监测和疾病预防等方面发挥了越来越重要的作用。

智能家居的电子设备应用

柔性压力传感器可以集成到智能家居中的电子设备中，应用于生活的各个方面。人们可基于按压强度(键盘大小写的输入与监测)、持续时间和间隔(摩尔斯电码的编译)、智能控制(压力映射分布对居家电子设备进行操控)。

数字化体育应用

随着现代竞技体育的兴起，由传感器收集的运动数据可为运动员提供实时生理状态和运动效果反馈。如，器件可被安装在乒乓球台上，用于统计并识别球的冲击速度、下落位置、下落顺序和下落点的概率，或者将其安置在桌子顶部和侧面，用于检测判断边缘球。此外，高尔夫、棒球等项目中，也具有相同的数字化体育应用。这些研究表明，其可作为高成本、体积庞大的高速摄像机的替代策略。

无线安全监测应用

微电子技术、计算技术和无线通信等技术的进步，推动了压力传感器的无线应用。在无线安全监测中，柔性压力传感器的应用主要分为对基础设施安全的监测和对个人危险的预测。例如在汽车的智能座舱以及电单车的安全检测等，通过将警报器集成于电路中，系统不仅可用于实时记录、标记，还可用于防盗和危险报警。

支持机器学习(ML)的智能传感平台应用

ML是一门交叉学科，涉及统计学、概率、近似和算法理论。ML包括收集数据、准备数据、选择模型、训练、评估、参数调整、推理和预测等部分。基于ML的计算传感平台中，经过良好训练的神经网络模型可以形成推理计算传感系统。根据迭代分析数据驱动的传感结果可以解码各种行为，相关研究使得可以从人机交互中学习，提取动作特征，帮助开发机器人和假肢(操纵物体和工具，并精确地控制施加的力)，目前在具身智能机器人上有较大的应用空间。

未来面对各种智能新型应用的需求将会进一步增大，随着柔性压力传感器趋向集成化、一体多功能化、低功耗无源化，其将会在泛在物联网、家庭医疗、具身机器人、人机交互、人工智能等领域中具有广阔的发展潜力。慧闻科技作为一家创新型智能传感综合服务商，在触觉传感器领域不断优化并探索新型材料和新型传感机制来制备性能更加优异的柔性压力传感器，实现在不同的外部环境中实现更智能的控制，进一步拓展其在市场中的应用边界。