2024年2月15日，国际著名期刊Nano Energy在线发表了题为《Bionic octopus-like flexible three-dimensional force sensor for meticulous handwriting recognition in human-computer interactions》的研究论文。该研究成果由浙江理工大学理学院刘爱萍教授团队领衔完成，论文报告了该团队在柔性传感器设计制备及人机交互的应用成果。理学院2021级硕士研究生阮迪清为第一作者，浙江理工大学理学院程琳、刘爱萍教授，浙江工业大学吴化平教授为共同通讯作者，浙江理工大学为第一完成单位。该研究成果得到国家自然科学基金项目，浙江省"万人计划"青年拔尖人才项目和浙江省自然科学基金项目的支持。
柔性触觉传感器具有灵活性高、多功能集成、佩戴舒适等优点，在智能传感和人机交互领域具有巨大的应用潜力。然而，高灵敏度采集触觉信息、解耦复杂触觉信号，以及提高柔性触觉传感器在人机界面中的兼容性仍然是当前研究面临的严峻挑战。浙江理工大学刘爱萍教授课题组从章鱼的身体结构中汲取灵感，开发了一种仿生章鱼柔性三维力传感器。CNT/Ecoflex导电弹性体作为仿生章鱼传感器的身体用于捕获三维空间力的法向分量，同时Ecoflex转印的激光诱导的石墨烯（LIG/Ecoflex）作为仿生章鱼传感器的触觉手腕用于辨别空间力切向分量的大小和方向。仿生章鱼三维力传感器表现出优异的触觉传感和可穿戴特性，包括快速高效的响应、周期稳定性和灵活的皮肤贴合性。独特的仿生章鱼结构设计赋予了传感器灵敏的空间力感知能力，通过使用多层感知器（MLP）进行映射和校准，仿生章鱼传感器实现了空间三维力的精确解耦和输出。将仿生章鱼三维力传感器包络在指尖上进行书写，传感器成功提取了佩戴者的书写信息，展示了其在智能可穿戴、手写识别和交互式人机界面等领域的巨大潜力。
作者简介
程琳，2017年起在浙江理工大学理学院物理系工作，2023年获得浙江理工大学材料科学与工程专业博士学位。主要从事柔性传感器的材料/结构设计及其在人机交互中的应用研究。
吴化平，教授，博士生导师，2009年获哈尔滨工业大学工程力学博士学位，现为浙江工业大学机械工程学院教授。主要从事智能材料/结构力学、仿生机械与仿生制造、柔性电子器件等方面的研究。
刘爱萍，教授，博士生导师，于2008年在哈尔滨工业大学获得材料科学博士学位。2009年至2011年在南洋理工大学做博士后研究，2019年至2020年在美国德克萨斯大学奥斯汀分校做访问学者，现为浙江理工大学理学院物理系教授。主要从事可穿戴物理/化学传感器、智能执行器、人机交互等方面的研究。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2024.109357
