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具有可见光反馈功能的触觉传感器，如可穿戴显示器、电子皮肤和生物医学设备，在各个领域都变得越来越重要。然而，现有方法由于其光映射性能有限和可移植性不足，无法满足强度反馈和扩展交叉的触觉感知的应用需求。近日，科研人员提出了一种可自由构建的自供电视觉触觉传感器，它由高输出摩擦纳米发电机（TENG）和视觉光源组成。通过摩擦电材料和器件的结构设计，TENG 的转移电荷增强到 746 nC，可以轻松驱动光源产生亮度为 9.8 cd m−2的光信号。值得注意的是，TENG的应用使得无需外部电源即可实现手掌状态的视觉感知和力量反馈。这些视觉反馈和无电源触觉传感器有望在人工智能领域具有潜在应用，作为智能防护服和机器人的新型交互媒介。
图 1. 用于可穿戴视觉触觉传感器的 X-TENG。
文章要点
1）通过摩擦电材料和器件的结构设计，TENG的转移电荷增强到746 nC，可以轻松驱动光源产生亮度为9.8 cd·m-2的光信号。
图 5.视觉传感器用于手部训练。
2）值得注意的是，TENG的应用使得能够在没有外部电源的情况下实现手掌抓握状态的视觉感测和力度反馈。
这些视觉反馈和无电源触觉传感器有望在人工智能领域作为智能防护服和机器人的新交互介质具有潜在的应用。
图 6. 集成视觉触觉传感器在手套上的应用。
总之，该研究提出了一种用于视觉传感的可穿戴高性能 X-TENG，它通过表面形貌构建和折纸工艺为可穿戴自供电触觉系统实现了前所未有的输出功率密度（2.1 W m-2），并表现出出色的压力灵敏度 (2.93 kPa-1) 和电信号响应时间 (51 ms)。X-TENG 高效且强大的能量收集被认为是可穿戴自供电系统的不错选择，因为用 X-TENG 制造的视觉传感器可以轻松地将触摸刺激转换为可见光信号 (9.6 cd m-2)。通过有源矩阵的设计策略构建可穿戴传感模块和触觉光学反馈模块，从而实现了手掌抓握状态的视觉感知和力量反馈，无需外部电源。展示了 X-TENG 用于视觉传感的效率和可扩展性，并展示了自供电交互式视觉触觉传感器在人机交互方法中的应用潜力。
相关论文以题为Wearable Triboelectric Visual Sensors for Tactile Perception发表在《Advanced Materials》上。通讯作者是广西大学聂双喜教授。
参考文献
DOI: 10.1002/adma.202209117
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