可穿戴人機界面設備(HMI)可用于控制機器、計算機、音樂播放器和其他系統(tǒng)。傳統(tǒng)HMI面臨的挑戰(zhàn)是容易因人體皮膚上的汗水失效。美國加州大學洛杉磯分?？茖W家在《應用物理評論》雜志發(fā)表論文稱，他們開發(fā)出一種基于軟磁彈性傳感器陣列的可拉伸、便宜且防水的HMI，可將手指按壓產(chǎn)生的機械壓力轉換為電信號。
該設備包括兩個主要組件：第一個組件是將機械運動轉換為磁響應的層。它由一組多孔硅膠基質(zhì)中的微磁體組成，可將溫和的指尖壓力轉換為磁場變化;第二個組件是由圖案化的液態(tài)金屬線圈組成的磁感應層，這些線圈響應磁場變化并通過電磁感應發(fā)電。
研究人員稱，由于材料的柔韌性和耐用性，磁彈性傳感器陣列可在諸如卷曲、折疊和拉伸等變形下產(chǎn)生穩(wěn)定的功率。由于這些引人注目的功能，該設備可將人體生物力學活動轉化為電信號，用于人體驅(qū)動的HMI。
運行HMI所需的能源來自佩戴者的動作。這意味著不需要電池或其他外部電源組件，使HMI更加環(huán)保和可持續(xù)。該設備在各種真實情況下進行了測試，包括有水的情況——淋浴、暴雨或劇烈運動期間。該設備在潮濕時工作良好，因為磁場受水的影響不大。
研究人員還研究了一系列制造和組裝技術，以優(yōu)化設備將生物力學轉換為電能的能力。他們發(fā)現(xiàn)，通過控制柔性薄膜的厚度和磁性粒子的濃度，可在性能和靈活性之間取得平衡。
為測試該系統(tǒng)，研究人員進行了一系列實驗，磁彈性傳感器陣列不僅可充當燈的無線開關按鈕，還可以控制音樂播放器的命令功能，代表播放、暫停、下一個和上一個的動作。這些測試保證了多功能防水HMI的新應用，使其能控制多種類型的智能設備。
關鍵詞： 科學家開發(fā)出可穿戴人機界面設備 可用于控制機器 音樂播放器 液態(tài)金屬線圈 電磁感應發(fā)電
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