柔性壓力傳感器在人機交互、運動檢測和手勢識別等多個領域都非常重要。本文，安徽建筑大學Yang Song等研究人員在《ACS Appl. Electron. Mater.》期刊發(fā)表名為“Wearable and Cost-Effective Pressure Sensor Based on a Carbon Nanotube/Polyurethane Sponge for Motion Detection and Gesture Recognition"的論文，研究利用碳納米管和聚氨酯海綿的復合材料開發(fā)了一種壓阻式壓力傳感器。傳感器是通過浸漬干燥法制造的，這種方法可使碳納米管（CNT）附著在聚氨酯海綿（PUS）的骨架上。所獲得的傳感器具有以下優(yōu)異特性：靈敏度高（2.7% kPa-1）、響應迅速（響應/恢復時間分別為 60/100 ms）、長期穩(wěn)定性好（在加載/卸載循環(huán)過程中以 0.1 Hz 頻率在 18,000 秒內(nèi)保持 0-100 kPa 范圍內(nèi)的一致響應信號）。

結(jié)果表明，傳感器可以有效捕捉這些不同的信號，從而區(qū)分不同的運動狀態(tài)。此外，該傳感器還能通過有規(guī)律的按壓準確傳遞 26 個英文字母和 10 個阿拉伯數(shù)字的摩爾斯電碼。最后，利用傳感器制作了一個感知手套，用于表達阿拉伯數(shù)字 0-9 的手勢?；?Inception 網(wǎng)絡的深度學習算法實現(xiàn)了 10 種手勢的高準確率（99.5%）手勢識別。這項工作為生產(chǎn)柔性壓力傳感器提供了一種成本效益高且簡單的方法，可用于各種應用，包括人體運動檢測、可穿戴設備、手勢識別和人機交互。

總之，通過低成本的浸漬干燥法制備了CNT/PUS，將 CNT 粘附在 PUS 的骨架結(jié)構(gòu)上形成敏感層，從而生產(chǎn)出夾層型壓阻壓力傳感器。該傳感器具有出色的靈敏度（在 15 kPa 范圍內(nèi)，S 值為 2.7% kPa-1）、快速響應/恢復時間（60/100 ms）、較小的滯后（10.75%）和強大的循環(huán)穩(wěn)定性（0-100 kPa 范圍內(nèi)為 18,000 s，工作頻率為 0.1 Hz）。因此，該傳感器易于制造，價格低廉，可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和潛在應用。當 CNT/PUS 傳感器位于人體的不同部位（如指尖、手指、手腕、肘部、膝部和足部）時，能夠檢測到各種人體運動信號。

此外，該傳感器還可以通過有規(guī)律的按壓來傳遞摩爾斯電碼信息，是一種理想的信息傳播設備。最后，通過膠帶將五個傳感器粘貼在每個手指的近節(jié)上，制作了一個傳感手套。該手套可檢測不同手指的屈伸信號。為了創(chuàng)建手勢樣本數(shù)據(jù)集，我們收集了 1000 個樣本，并使用最小-歸一化方法對原始數(shù)據(jù)進行了預處理?；谠摂?shù)據(jù)集，我們構(gòu)建了 Inception Network、LeNet、決策樹和 k-nearest neighbor 模型來對阿拉伯數(shù)字 0-9手勢進行分類。Inception Network 模型的平均準確率達到 99.5%。這些實驗結(jié)果表明，該傳感器非常適合用于檢測人體運動、傳輸信息、識別手勢以及其他潛在應用。

來源：傳感器專家網(wǎng)