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综述:柔性可穿戴声学传感技术进展

发布日期:2024-02-19 11:02:23   来源 : 传感器专家网    作者 :科技新视线    浏览量 :122
科技新视线 传感器专家网 发布日期:2024-02-19 11:02:23  
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       声音在我们对世界的感知中起着至关重要的作用。它使我们能够交流、学习、发现潜在危险、诊断疾病等。然而,由于形状和尺寸的限制,传统的声学传感器过于刚性和笨重,其潜在应用受到限制。近年来,从最初的理论研究到可穿戴设备及其智能服装的实际应用,新型柔性声学传感器取得了重大进展。这些设备和服装可以适应柔软、弯曲、变形的表面或环境,为医疗保健、生物医学等领域的重大挑战提供独特的解决方案。

       近日,东华大学朱美芳院士、严威教授在Advanced上 Materials发表了题为“Insights into Materials, Physics and Applications in Flexible and Wearable Acoustic Sensing Technology综述性论文对柔性可穿戴声学传感技术的材料、物理结构和应用进行了深入分析。新型柔性可穿戴声学传感器具有灵活性高、重量超低、生物相容性高、传感精度和可靠性与传统平台相当的特点。通过协同利用机器学习和人工智能,灵活可穿戴的声学传感器正成为一项改革技术,赋予蓬勃发展的物联网、元宇宙和精准医疗产业权力。


图1 声学传感的基本原理


图2 声学传感器用于水下监测


图3 可穿戴声学传感器应用于医疗保健

       

       声学传感器在应用需求的推动下取得了显著进展。它已经从最早的碳麦克风和最近的手持音频电子麦克风发展到最先进的薄膜和织物形状的声学传感器。为了满足不断变化的各种应用的需要,这种演变意味着复杂性的重大飞跃。总的来说,声学传感在未来将对许多关键领域产生重大影响,并成为技术进步的巨大动力。

       针对未来声学传感器的技术挑战,本文指出应从以下几个方面进行应对:

       (1)开发各种先进材料,包括聚合物、碳材料、活性材料和复合材料,以扩大声学传感能力;

       (2)学习自然结构,开发新型声学传感器,以适应复杂环境中的不同应用;

       (3)采用耐用材料和有效的包装设计,使其长期稳定运行;

       (4)智能制造,采用计算机辅助设计,探索绿色可持续的制造路线,提高耐久性和集成度;

       (5)跨学科合作,促进声学传感技术的进步和实用性,促进与云计算、人工智能、5G、物联网集成等尖端技术的跨学科合作,为各行业开辟广泛可能性。

       图4 声学传感器的发展和未来趋势

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