自供电仿生皮肤传感器

7情绪高精度识别

基于摩擦电效应的多层柔性传感器，能够在不依赖外部电源的情况下连续、非侵入地捕捉面部微表情，为航天员提供实时心理状态监测。

侯绪研 · Huiyuan, Jing · Meiyang, Zhang · Fengyan, Liu · Ruiwen, Zhao · Na, Zhonglai · Pingting, Zhao · Liu, Yuhui · Zhao, Ximing · 辛林铂 · Jian, Zhou · Xi, Chen · Sun, Hao · Li, Xiao · 曹宏瑞

Chemical Engineering Journal 2026

参数信息

情绪识别准确率

99.13 %

传感通道数

5

可识别情绪类别数

7

技术优势

不用外接电源

传感器基于摩擦纳米发电机原理工作，通过面部皮肤应变产生电信号，无需外部电源即可连续监测，适合长期穿戴的太空任务环境。

五个区域覆盖七种情绪

按照面部动作编码系统，在面部关键区域布置传感阵列，获取多通道信号以区分七种典型情绪和中性表情，扩展了可识别的情绪维度。

微表情检测灵敏度提升

采用微结构 PDMS 薄膜的多层设计，优化界面接触调控与局部静电感应，能够检测细微面部肌肉运动引起的微小皮肤应变。

应用场景

• 电子皮肤：实现无需外接电源的触觉与应变感知皮肤，拓展电子皮肤在真实环境的自供能应用。
• 可穿戴医疗：连续监测面部微表情用于心理状态评估，替代主观问卷，提供客观健康数据。
• 脑机接口交互：提供面部肌电-like 信号输入，为情感计算与交互系统增加非侵入式生理通道。
• 纳米发电机：展示摩擦纳米发电机在柔性可穿戴传感器中的自供电信号获取方案。
• 空间物质科学：为长期载人航天提供可适应极端环境的心理监测材料与器件基础。