美国能源部(U.S. Department of Energy)合作开发了一种可穿戴设备,这种设备具有皮肤一样的可拉伸性,可以捕捉健康信号。
在《物质》杂志上,研究人员描述了一种柔性半导体的发明,它能使设备的电子元件在拉伸时工作。
基于可拉伸技术的人工智能原型在正确识别心电图信号方面的有效性超过95%。
美国能源部的阿贡国家实验室与芝加哥大学的普利兹克分子工程学院合作,解决与用于跟踪健康指标的可拉伸设备的开发有关的两项挑战。
首先,这类设备需要比现在的智能手表收集和处理更多的数据,同时电子设备必须足够小,足够节能,以便放入薄的可穿戴补丁中。合作者适用神经形态计算解决了这一挑战,这时一种模仿大脑运作的人工智能技术。该方法适用于可拉伸材料,能耗低。
第二个挑战时是将电子元件集成到皮肤状的可拉伸材料中。通常情况下,半导体是刚性硅芯片,它不能变形,但仍能正常工作,因此不适合用于设计成可拉伸的设备。
为了应对这一挑战,该团队将塑料半导体薄膜与可拉伸的金纳米线电极结合在一起。当拉伸到正常尺寸的两倍时,产生的电子元件按计划工作,没有形成裂纹。
研究人员在阿贡的先进光子源(APS)设施中使用x射线束技术来展示分子在设备拉伸后如何重组。研究人员说,计划对该设备进行升级,可以进一步了解这种材料。
“我们期待着在常规工作条件下研究该设备资料,与带电粒子相互作用,并改变其环境中的电势。阿贡的物理学家乔·斯特扎尔卡(Joe Strzalka)在阿贡网站上的一份声明中说,”我们将在分子水平上看到更多材料结构响应的电影,而不是快照。“