新型生物传感器将彻底改变大脑控制的机器人技术

悉尼科技大学（UTS）开发的新型碳基生物传感器将推动大脑控制机器人技术的新创新。

生物传感器由UTS工程与IT学院的Francesca Iacopi教授及其团队开发，可粘附在面部和头部的皮肤上，以检测大脑发送的电信号。然后，这些信号可以转换为控制自主机器人系统的命令。

本月发表在《Journal of Neural Engineering》上的一项关于生物传感器的研究。

该传感器由外延石墨烯制成 – 基本上是多层非常薄，非常强的碳 – 直接生长在硅衬底上的碳化硅上。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，耐用性和皮肤接触性。

“我们已经能够将最好的石墨烯（非常生物相容性，导电性强）与最好的硅技术相结合，这使得我们的生物传感器在使用时非常有弹性和稳健性，”Iacopi教授说。

石墨烯是一种纳米材料，经常用于生物传感器的开发。然而，迄今为止，这些产品中的许多产品已被开发为一次性应用，并且由于接触皮肤上的汗水和其他形式的水分而容易分层。

相比之下，UTS生物传感器可以长时间使用并多次重复使用，即使在高盐度环境中也是如此 – 这是前所未有的结果。此外，传感器已被证明可以显着降低所谓的皮肤接触电阻，其中传感器和皮肤之间的非最佳接触阻碍了来自大脑的电信号的检测。

“使用我们的传感器，当传感器位于皮肤上时，接触电阻会提高，”Iacopi教授说。

“随着时间的推移，我们能够将初始接触电阻降低75%以上。

“这意味着大脑发送的电信号可以被可靠地收集，然后被显着放大，并且传感器也可以在恶劣的条件下可靠地使用，从而增强它们在脑机接口中使用的潜力。

这项研究是一项更大合作的一部分，旨在研究如何使用脑电波来指挥和控制自动驾驶汽车。这项工作是Iacopi教授与UTS杰出教授Chin-Teng Lin之间的合作伙伴关系，Iacopi教授因其在纳米技术和电子材料方面的工作而享誉国际，他是脑机接口的领先研究员。

它由国防创新中心的120万美元资助。

如果成功，该研究将生产出小型化，定制的基于石墨烯的传感器，这些传感器有可能应用于国防环境及其他地区。