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有望实现盲文的智能识别,上海科学家研制出仿皮肤柔性压力传感器
发布日期:2020-01-16   来源:解放日报
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盲文是视障人士和盲人的一种重要的交流工具,在现有的盲文识别方法中,盲文特征点的提取通常是手工进行的,费时费力,无法保证提取特征的有效性,同时识别精度往往很低,抗干扰能力也较差。解放日报·上观新闻记者获悉,近日,中国科学院上海硅酸盐研究所王家成研究员、复旦大学微电子学院卢红亮教授和张卫教授研制了一种仿皮肤式柔性压力传感器,基于此传感器,有望实现盲文的智能识别。该研究成果发表在国际著名期刊《纳米能源》上。

根据世界卫生组织公布的数据,全世界盲人总数约为4000万,其中中国是盲人人数最多的国家。因此,开发一种高精度、实用的盲文识别装置具有重要意义。随着柔性电子技术的发展,可穿戴设备、仿生电子皮肤等智能传感领域逐渐成为研究者的探索热点,柔性传感技术的实现颠覆了人们对传统传感器件形态和功能的认知。其中,电子皮肤是通过电学信号的集成与反馈来模拟人体皮肤感受外界刺激(压力、温度、湿度)的新型电子器件。

在该研究中,基于人体皮肤结构,科研人员提出了一种仿皮肤式的柔性压力传感器,并将其应用于智能盲文识别。该传感器由三个主要部分组成,分别对应于人体皮肤的三个部分(表皮、真皮和皮下组织)。顶部基质为荷叶棘突随机高斯分布的力信号感知层,与表皮结构形态相似。这种微结构对于提高灵敏度、测量和识别弱力是必不可少的。中间导电填料为力信号处理层,可在外力加载和卸载下压缩和释放。底部基板是力信号转换层,其能够将力信号转换为电信号。该传感器灵敏度可达507千帕分之一,显著优于报道的其他同类器件。此外,利用随机森林算法,首次实现了实时盲文的有效识别。未来,该研究团队将进一步开展大面积、高灵敏、高分辨、自供能传感器件的研究应用,努力实现柔性传感器件的产业化、实用化。这将有助于推动机器人、可穿戴领域的快速发展。

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