【摘 要】
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近年来,人体健康备受关注,人体姿势和生理信号检测系统成为研究热点。柔性碳基器件柔软可弯折,适用于可穿戴检测系统,但目前器件与信号分析分离,这限制了检测系统的智能化和集成化。本文基于碳材料制备了柔性传感器和柔性执行器,采用“感算一体”的信号分析方式,完成了对人体手势、脉搏和足底压力信号的检测。研究成果如下:（1）制备了石墨烯-氧化石墨烯（Graphene-Graphene Oxide,Gr-GO）柔
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近年来,人体健康备受关注,人体姿势和生理信号检测系统成为研究热点。柔性碳基器件柔软可弯折,适用于可穿戴检测系统,但目前器件与信号分析分离,这限制了检测系统的智能化和集成化。本文基于碳材料制备了柔性传感器和柔性执行器,采用“感算一体”的信号分析方式,完成了对人体手势、脉搏和足底压力信号的检测。研究成果如下:（1）制备了石墨烯-氧化石墨烯（Graphene-Graphene Oxide,Gr-GO）柔性压阻传感器,可探测的压力范围为0.83 Pa至100 k Pa、响应频率达1 k Hz;结合多层感知机神经网络模型,实现了人体手势智能识别,检测准确度达99.4%。（2）制备了Gr-GO热致动柔性执行器,能模仿人手进行抓举;将Gr-GO柔性压阻传感器与执行器集成,完成人体手部压力信号驱动执行器形变,实现了人体手势实时复现。（3）基于Gr-GO柔性压阻传感器搭建了人体脉搏信号检测系统,测量并显示了人体多处脉搏的波形,结合脉搏波传导时间预测血压模型计算并分析了人体心血管指标。基于碳基薄膜制备的柔性压阻传感阵列,结合人工智能识别芯片,实现了对人体足底压力信号的智能识别,检测准确度达92.2%。综上,本研究将柔性碳基器件与“感算一体”的信号分析方式结合,实现了人体手势和生理信号检测,促进了基于柔性碳基器件的检测系统的发展。
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