韩国团队研发无需电池的柔性触觉传感器

韩国东国大学Sejoon Lee教授及其同事在《先进材料》期刊发表的研究中，成功开发出一种实验性柔性电子器件。该设备能够感知触摸或振动，并利用这些机械运动产生的能量实现自供能，同时具备短暂的“记忆”功能。

该装置的设计灵感来源于人体触觉机制。当皮肤受压时，特化细胞会将动作转化为电信号，并通过神经连接进行处理，重复信号会改变连接的响应强度。研究团队将这种机制应用于器件开发，结合了一种模拟神经细胞连接的晶体管，以及两个将机械运动转化为电力的组件。触摸或振动产生的电脉冲会改变晶体管的响应，整个过程无需外部电源供电。

实验室测试显示，该设备的响应随刺激频率不同而变化。单一信号衰减迅速，痕迹仅维持约70毫秒；其他响应持续约0.2至0.45秒。在重复刺激下，效应可延长至两秒以上。研究人员将其定义为感官、短期及更持久的记忆形式。此外，器件表现出基于输入脉冲速率变化的类学习行为，且在柔性器件弯曲时该特性保持稳定。

为探索潜在应用，研究团队将器件的测量数据输入一个用于识别人类活动的简单计算机模型。利用现有运动数据集，该模型在器件弯曲状态下区分行走、坐姿、站立、躺卧及上下楼梯的准确率达到88.05%。在一次噪声测试中准确率保持在75%以上，但在信号严重失真时有所下降。需注意的是，该活动识别测试仅为基于器件测量响应的计算机模拟，并非已制成的完整无电池活动追踪器，将其转化为日常使用的可穿戴系统仍需进一步研究。

该研究证实了触觉感知、能量收集与基础记忆功能可在单一柔性器件中协同工作。未来这一技术路径有望助力研究人员开发电子皮肤、运动传感器或假肢设备，使其在响应运动的同时降低对外部电源的依赖。