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日本研发超薄可穿戴的电子皮肤 揉成球也能正常使用

2013.7.29

  东京大学研究团队研发出一种可弯曲皮肤形态超薄有机电路。它只有食品包装纸厚度的五分之一,比羽毛还轻,通过获得大脑的信号,它可以改进假肢的运动。

  电路厚度仅有两微米、弯曲半径5微米、重量为每平方公尺3克。一般人能看得清楚的最小物体大约是0.1mm,除以电子皮肤(厚度2微米)来计算,除出来的比率是1/500,意味着电路比你可以看到的东西还小了500倍。

  东京大学研究团队称,设备嵌入到超薄薄膜中,它是独一无二的,因为就算揉成球、伸缩,它仍然可以使用。有机电路能用来监测各种物理数据,比如体温、血压、来自肌肉或者心脏的电子脉冲。

  一些人如果只能移动自己的舌头,可以将电路放在上腭充当触摸板,用来操作通信设备。东京大学教授Takao Someya称:“它可以连接到任何表面却不限制穿戴的人。”

  健康护理传感器一般使用硅、相对刚性的材料,它会引起人体的不适。有了柔性电路,就可以减少甚至完全消除这种紧张感。使用人工手臂、人工腿的人,超薄传感器可以改善他们的生活。将电路环绕在手避或身体其它部分,就可以获得神经信号,当人要移动时,信号会从大脑发送到肌肉,将脉冲送到四肢。

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  超灵敏电子皮肤助力机器人触感大革命

  笨拙的机器人时代可能快要过去了,加利福尼亚大学工程师们最近创造了一个超薄互动的传感器电子皮肤,可以装饰在任何物体表面上。当触摸它时能立即发光,压强越大的话,它发出的光越明亮。这一成果有望让机器人拥有更加真实的触感。

  人类在控制自己的手时需要启动手上一大部分的运动皮质,采用微妙的平衡力,实现各种各样的反馈。而之前在机器人技术领域,如何改善身体的柔韧性和延展性一直困扰着研究者们,要使得机器人具有更敏感的触觉被证明是一个非常困难的挑战。

  此次工程师们创造的一个互动压力传感器皮肤,被触摸的时候,立即按得到的力度回应,跟僵硬的iPhone触摸屏相比,这个系统非常灵活,不管多么复杂的几何表面,你都可以压到它的表面,所以这个技术也有望给手机、游戏机控制器上增加一个更直观的人机界面,使人的动作与安装传感器的设备实现更好的互动。

  皮肤的生产相对简单,在硅晶片上沉积一层薄薄的聚合物,然后使用标准的半导体制造技术再叠上一层晶体管、一个有机LED、一个压力传感器。最后快完工的时候剥掉硅衬底上的一层塑料,留下干净的胶片,里面内置了传感器网络。

  最后的结果就是一个16x16矩阵传感器成品,可以在一毫秒以内就迅速响应。皮肤的整个电子元件都是垂直整合的,看似廉价的塑料块里面却内置了一一个复杂的系统,该皮肤的发明者还表示,未来希望制造一个更先进的传感器皮肤,希望可以对温度和光线也产生敏锐回馈。

  可穿戴设备 让生活更酷一些

  如果你还在感叹智能手机的应用强大、便捷、有趣,那可穿戴设备的概念一旦被你熟知便会发现,这个世界总会有一群疯狂的人在试图改善我们日益陈旧的生活方式。打一个比方,就好像触屏手机出现在键盘手机的时代,极短的时间,便更新了人们对于智能手机的认识,淘汰的节奏就以翻江倒海之势将多数键盘手机“拍死在了沙滩上”。

  而可穿戴设备,因功能定位不同不至于淘汰智能手机,但会是一种非常有益的补充,像一汪清泉,浸润我们的生活。被称作“互联网女皇”的美国KPCB风投公司分析师玛丽·米克尔(Mary Meeker)预计,可穿戴技术将成为下一个十年的大机会。

  贴身的健康管理专家

  跑步不灵、节食无用、恨不得刮脂肪的瘦身男女们总会苦恼到底为何甩不掉腰部的“救生圈”。原因在于,个人新陈代谢的快慢和体脂比例,在很大程度上决定了瘦身所需要的不同运动量。但普通老百姓可没有健身教练那一套科学的方法。

  可穿戴设备或许能改变这种局面。先说一款可佩戴在衣物上的名为Shine的小物件,其大小和1元人民币硬币差不多,重6克,采用航空铝材进行高精密切割完成。它不仅能够实时记录用户每天的运动量和卡路里消耗状况,依据时间轴,还可以建立一个完整的锻炼档案库。

  用户一旦输入自己的年龄、性别、体重和身高后,Shine便像“知心姐姐”一般告知其每天的运动目标。用户偷懒都不成,因为完成运动量的比例会在Shine上通过LED灯来显示。随着软件升级,Shine将来还可以记录用户的睡眠质量。

  与智能手机需要频繁充电不同,Shine使用的是最常见的纽扣电池,每个电池可以维系使用长达4个月的时间。

  类似于Shine功能的可穿戴设备也有很多,比如Jawbone Up、Nike+ Fuelband、Fitbit Flex以及国内的咕咚手环等等。

  无论是纽扣式还是感应环状的可穿戴设备,不要以为它们已发展到多么完善,用户应该更贪心一些。这些功能还相对简单,但已展现了健康提醒方面的功用。未来的类似设备若是将心率、血压等信息集成起来,并进行更合理的功能规划,便能够为佩戴者提供更为科学的智能健康管理。

  像绝地武士那样操控智能设备

  不时有新闻报道,有些考生无视考试规定,使用了微型耳机、蓝牙设备等作弊工具。事实上这也是功能单一的可穿戴设备。

  那么功能丰富的可穿戴设备又是什么样的呢?MYO腕带的出现,就有些神来之笔的味道。在早先的视频介绍中可以看到,佩戴了MYO腕带后,通过手势和动作就可以实现滑动屏幕、控制音乐播放;或是扔掉遥控器,翻转、挥动手臂便可以操控无人机飞行、小型雪地车行走等操作。

  用户只需要将其佩戴在手臂上,其内部配备的多个传感器便可以侦测到用户手臂肌肉的运动。原因在于这些传感器能在用户作出伸缩手势时“读”出肌肉的生物电活动,并将其转化成操作命令,通过软件以无线网络的方式传送给电子设备。

  目前,MYO腕带可以识别出20种手势,即便是手指的轻微敲击动作也能被识别。比如用户通过手势进行常用的触屏操作,对页面进行放大缩小和滚动。

  这种腕带可以通过低功率的蓝牙设备与其他电子产品进行无线连接,不需要借助摄像头便能感知用户的动作。像iOS或Android等设备便可与MYO腕带进行连接,并且可以支持Mac和Windows电脑。

  2013年年底,MYO腕带便可上市。届时,佩戴了这种腕带的人们便可像绝地武士那样操控移动设备了。由于可以和其他智能设备连接,相信会有更多的好玩应用被那些思维跳跃的开发者捣鼓出来。

  极简化处理的电子文身

  最近,一款名为Memoto的领口相机成为Kickstarter上的明星。其功能或许还能传递正能量,比如以前看到跌倒在马路上的老奶奶却不敢上去扶,Memoto能立即为你提供防止讹诈的罪证,再不用先手忙脚乱地掏出手机立存此照了。

  半张纸质名片大小的Memoto内部拥有一个500万像素的相机。用户将其夹在衣服领口上便可每隔30秒自动拍摄一张静态照片,电池可以维系两天,相机拍摄到的生活点滴可以共享到社交网站上。

  对多数人而言,这种穿戴方式有些复杂。摩托罗拉在一个月前举行的D11数字大会上推出的电子文身,却是将穿戴方式极简化处理的典范。

  这是一种刺青状的电子文身,不怕拉伸且防水。它自身有许多微型传感器和检测目标,可以测试脑电波、观测心率和体温等,将身体变成移动身份识别证,并采用嵌入式无线电力线圈充电。当初让诺基亚Lumia 920引以为傲的无线充电方式,就已应用在这种电子文身上。

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