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传感器将彻底改变大脑控制的机器人技术

原创 2021-12-31 15:52 DDing 来源:中国AGV网

该生物传感器由澳大利亚悉尼科技大学(UTS)工程和信息技术学院的弗朗西斯卡-雅科皮教授和她的团队开发,它附着在面部和头部的皮肤上,以检测由大脑发出的电信号。这些信号然后可以转化为控制自主机器人系统的命令。

本月在《神经工程学杂志》上发表了对该生物传感器的研究。该传感器由外延石墨烯制成--基本上是多层非常薄、非常坚固的碳--直接生长在硅碳化物-硅基底上。其结果是一种高度可扩展的新型传感技术,克服了基于石墨烯的生物传感的三个主要挑战:腐蚀、耐久性和皮肤接触阻力。更多信息请参见IDTechEx关于侵入性和非侵入性神经接口的报告。2018-2028年的预测和应用。

Iacopi教授说:"我们已经能够将石墨烯的优点与硅技术的优点结合起来,石墨烯具有很好的生物相容性和很好的导电性,这使得我们的生物传感器具有很强的弹性和坚固的使用性。"

石墨烯是一种经常用于开发生物传感器的纳米材料。然而,迄今为止,这些产品中有许多是作为一次性应用开发的,并且由于接触到汗水和皮肤上其他形式的水分而容易分层。相比之下,UTS生物传感器可以长期使用并多次重复使用,甚至在高盐水环境中也是如此--这是一个前所未有的结果。

此外,该传感器已被证明能极大地减少所谓的皮肤接触电阻,即传感器和皮肤之间的非最佳接触阻碍了对来自大脑的电信号的检测。

Iacopi教授说:"有了我们的传感器,当传感器坐在皮肤上时,接触电阻就会改善。"随着时间的推移,我们能够实现初始接触电阻的75%以上的减少。这意味着由大脑发出的电信号可以被可靠地收集,然后被大幅放大,而且传感器也可以在恶劣的条件下可靠地使用,从而提高了它们在脑机接口中的使用潜力。"

这项研究构成了一个更大的合作的一部分,以研究脑电波如何被用于指挥和控制自动驾驶汽车。这项工作是Iacopi教授和UTS杰出教授Chin-Teng Lin之间的合作,Iacopi教授因其在纳米技术和电子材料方面的工作而享有国际声誉,Chin-Teng Lin是脑机接口方面的领先研究人员。它得到了该国国防创新中心120万美元的资助。

如果研究成功,该研究将产生小型化、定制化的石墨烯基传感器,有可能应用于国防环境和其他领域。

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