双尺度仿生应变传感器
高拉伸宽量程
仿生蜂窝结构协同双尺度设计，在保持高灵敏度的同时显著拓宽了工作应变范围，为大幅度关节运动监测提供了可靠解决方案。
张楚汉 · 王福军 · Liang, Cunman · 王军 · Luo, Zhengtang · 田延岭
Biosensors and Bioelectronics 2026
参数信息
- 应变系数
- 541
- 工作应变范围
- 0-200 %
- 耐久性
- 1000 cycles
- 角度预测准确率
- 99.9 %
- 跨个体角度预测准确率
- 97.8 %
- 动作分类准确率
- 100 %
技术优势
测大形变不丢信号
双尺度结构使多壁碳纳米管在拉伸时保持导电通路连续，确保传感性能稳定。
角度测得准
优化后的决策树回归模型将电阻变化精确映射为关节角度，预测准确率达99.9%。
动作分得清
三层全连接神经网络可区分标准深蹲与速度、幅度、间隔错误模式，跨个体分类准确率100%。
应用场景
- 可穿戴运动监测：传感器可贴附于膝关节，实时捕捉大幅度屈曲角度变化，预防运动损伤。
- 智能运动装备：将传感器集成到运动护具中，可同步记录角度与动作模式，辅助纠正训练姿势。
- 人体姿态识别：结合机器学习对深蹲动作分类，识别速度、幅度和间隔错误，替代人工观察评估。
- 柔性可拉伸器件：双尺度结构使基底可拉伸至200%应变，为柔性电子在动态大形变场景提供解决方案。