磁致伸缩合金膜电子皮肤

形位双模融合感知

一种仿生层级结构的电子皮肤，能同时感测手指关节的弯曲曲率与磁场位置，并通过自监督知识蒸馏在可穿戴端实现手势交互。

王倩 · 李明明 · Guo, Pingping · Gao, Liang · 翁玲 · 黄文美

Microsystems and Nanoengineering 2024

技术优势

一个传感膜同时感知形状和位置

利用磁致伸缩合金薄膜的磁化状态对外部应变和磁场都敏感，将曲率半径和磁场强度映射到输出信号的两个边缘，从而实现关节弯曲和磁场位置的双模感知。

深度学习模型可以直接部署在可穿戴端

通过强化知识蒸馏方法，自动选择与用户手部运动特征更接近的知识，将教师模型压缩并部署到可穿戴设备上，减少了算力需求。

融合曲率与磁场信息实现跨空间操控

集成自主算法的电子皮肤可以融合曲率和磁场信息，最终实现手势识别与触觉反馈，在本地完成感知与操控。

应用场景

• 可穿戴电子皮肤：替代传统单一模态皮肤，在关节处同时感知弯曲和磁场位置。
• 手部动作追踪：捕捉手指曲率与磁场位置信息，无需摄像头即可跟踪手势。
• 具身智能交互：在可穿戴端部署深度学习，实现手势识别和触觉反馈的本地闭环。
• 人机交互接口：通过手势交互实现跨空间感知与操控，作为人机交互接口。
• 可穿戴微系统：将传感与计算集成到薄膜器件中，适合可穿戴微系统集成。