左起：滑石大学教授 Jheng-Wun Su 和滑石大学学生 Janey Parks 在先进制造实验室操作机械手，该机械手将用于测试捕捉人体动作的可穿戴传感器。
2024 年 8 月 1 日
宾夕法尼亚州滑石市–“实践研究 “通常被用来描述大学生如何通过积极参与实验室实验来学习，但滑石大学的一名学生正在进行一个项目，这个项目甚至比指尖的触觉更加直观。来自新布莱顿（New Brighton）的机械工程专业大二学生简妮-帕克斯（Janey Parks）今年夏天在斯利普里洛克大学文森特科学中心的先进制造实验室工作，寻找改进可穿戴式传感器的方法，以响应触摸和捕捉运动。
监测身体运动的设备和其他可穿戴技术在医疗保健、机器人和许多其他应用领域发挥着重要作用。这些设备中使用的传感器轻巧灵活，但精度要求很高。
这正是帕克斯的用武之地。在工程学助理教授苏正文（Jheng-Wun Su）的指导下，Parks 每周有四天在 SRU 的实验室工作，并通过 SRU 的暑期合作研究体验 (SCoRE) 资助计划获得津贴。
“这真的很有趣，”Parks 说。”我喜欢在实验室的幕后工作，并尝试通过使用打印机创建这些传感器来找出正确的参数和解决方案。关于传感器背后的科学，还有很多东西需要学习。
帕克斯正在使用激光雕刻机处理被称为石墨烯的二维碳原子薄层，以制造具有导电性能的柔性材料。这种被称为 LIG 的激光诱导石墨烯技术可用于可弯曲电子器件和传感器，因为这种材料具有超高的灵敏度和柔韧性，是准确捕捉细微动作的理想材料。
“苏说：”我们可以将任何想要的图案转移到柔性、可伸缩的物质层中，这种物质层具有导线、辨别运动和收集数据的功能。”当应用于皮肤表面时，这些传感器可用于医疗保健领域，对疾病进行早期检测，但我们的目标是开发一种能够检测非常细微动作的传感器。
这类可穿戴传感器可用于各种用途，从预防关节炎或过度使用肌肉，到监测呼吸系统疾病患者的咳嗽和呼吸频率。但它们在广泛的应用领域都有潜在的用途。
帕克斯正在用邮票大小的石墨烯样品与一种叫做弹性体的橡胶材料混合进行一系列实验。由于石墨烯非常脆弱，因此需要用其他物质进行处理。她的目标是降低表面电阻，但要得到理想的产品，还需要大量的试验和失误。然后，她将把传感器应用到机器人手上，模拟人类的手部动作，进行运动检测实验。
“她在使用激光处理这些材料方面发挥着重要作用，”苏说。”要考虑的事情太多了，她正在探索什么样的模式和参数最适合我们的应用”。
“帕克斯说：”我从这段经历中受益匪浅。”我想从事的职业会用到这些技能，我学到了很多东西。我刚上完大一，所以还没有上过学习这些技能的课程，这项研究将让我做好准备，并为我带来优势。
有关 SRU 机械工程专业的更多信息，请访问物理与工程系网页。有关 SCORE 补助金的更多信息，请访问补助金、研究和赞助项目网页的 “内部资助机会 “部分。
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