Sensor eletrônico de pele decodifica o movimento humano

Foi desenvolvido um sensor de pele eletrônico alimentado por uma única tensão que pode capturar o movimento humano à distância. O sensor de tensão, colocado no pulso, decodifica movimentos complexos de cinco dedos em tempo real com uma mão virtual 3D que espelha os movimentos originais. A rede neural profunda impulsionada pelo aprendizado rápido da situação (RSL) garante uma operação estável, independentemente de sua posição na superfície da pele.

Abordagens convencionais requerem múltiplas redes de sensores que cobrem toda a superfície curvilínea da área alvo. Ao contrário da fabricação convencional baseada em wafer, essa fabricação a laser fornece um novo paradigma de detecção para rastreamento de movimento. O sistema de medição extrai sinais correspondentes a vários movimentos dos dedos gerando rachaduras em filmes de nanopartículas metálicas usando tecnologia a laser. O patch do sensor foi então anexado ao pulso de um usuário para detectar o movimento dos dedos.

O conceito desta pesquisa partiu da ideia de que identificar uma única área seria mais eficiente para identificar movimentos do que afixar sensores em cada articulação e músculo. Para que essa estratégia de segmentação funcione, ela precisa capturar com precisão os sinais de diferentes áreas no ponto em que todos convergem e, em seguida, desacoplar as informações emaranhadas nos sinais convergentes. Para maximizar a usabilidade e a mobilidade dos usuários, a equipe de pesquisa usou um sensor de canal único para gerar os sinais correspondentes a movimentos complexos da mão.

O sistema RSL coleta dados de partes arbitrárias no pulso e treina automaticamente o modelo em uma demonstração em tempo real com uma mão virtual 3D que espelha os movimentos originais. Para aumentar a sensibilidade do sensor, os pesquisadores usaram craqueamento em nanoescala induzido por laser.

Este sistema sensorial pode rastrear o movimento de todo o corpo com uma pequena rede sensorial e facilitar a medição remota indireta dos movimentos humanos, o que é aplicável para sistemas VR/AR vestíveis. A equipe de pesquisa analisou os padrões de sinal do sensor em um espaço latente que encapsula o comportamento do sensor temporal e, em seguida, mapeou os vetores latentes para espaços métricos de movimento dos dedos.

O sistema é expansível para outras partes do corpo; por exemplo, é capaz de extrair movimentos de marcha de uma pelve. Espera-se que essa tecnologia encontre usos no monitoramento da saúde, rastreamento de movimento e robótica suave.