香港大学研发可伸缩有机电化学晶体管 开启穿戴科技新纪元

根据.embedded.com 的报道,香港大学研究团队在穿戴式科技领域取得突破性进展,成功研发出可伸缩的有机电化学晶体管(OECTs)。 这项创新技术结合了弹性、微型化和实时计算能力,有望彻底改变可穿戴设备的舒适性和功能性。 传统穿戴式装置的刚性电子元件限制了其应用范围,而港大团队开发的OECTs采用柔性碳基材料,使其能够延展、弯曲并贴合人体皮肤,即使在潮湿或潮湿的环境下也能有效运作。 这种可伸缩性不仅提高了可穿戴设备的舒适度,也使其能够适应各种运动和活动,包括剧烈的体力活动、水上运动和危险的工作环境。

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OECTs的模块化设计实现了高度的定制和可扩展性,能够满足从医疗监测到健身跟踪等多样化的需求。 更重要的是,港大团队将人工智能和机器学习能力嵌入到这些晶体管中,实现了设备上的实时运算(边缘运算)。

这意味着可穿戴设备能够直接在用户手腕或手臂上进行数据处理和决策,无需依赖云服务器,从而降低了延迟、增强了隐私,并节省了能源。 透过消除数据传输到外部装置或云端的需求,这些晶体管显著延长了电池寿命,使可穿戴设备更实用。

为了实现这一目标,研究团队克服了多项技术挑战,包括如何获取高质量的健康数据、最大限度地减少运动伪影,以及如何定制算法以实现最佳运算效率。 他们利用OECTs捕捉高质量的肌肉肌电图信号,开发可伸缩的OECTs来减轻运动伪影,并实施存储池运算(一种节能的AI算法)进行有效的数据训练。

研究团队采用高分辨率喷墨印刷技术,成功制造出他们的可伸缩电晶体,并将其整合到与智能手表兼容的传感器内运算模组中。 初步测试显示,该模块在预测用户手势方面的准确率高达90%。

基于OECT的可穿戴设备在医疗保健领域具有广阔的应用前景。 它们能够实时追踪心率、血氧水平、肌肉活动等生命体征,为早期诊断和及时干预提供宝贵的数据。 对于糖尿病或心脏病等慢性疾病患者,这些设备能够提供持续的监测和实时的警报,从而改善他们的健康管理。

此外,OECT可穿戴设备还能够实现闭环系统,例如自动调整胰岛素剂量的胰岛素泵,或根据疼痛程度自动提供药物的疼痛管理装置。 在远程医疗环境中,这些设备能够弥补医疗资源不足的缺口,使患者能够在家中获得高质量的医疗服务。

除了医疗保健领域,OECT可穿戴设备在运动健身、工业安全、游戏娱乐和环境监测等领域也具有广阔的应用前景。 在运动健身方面,它们能够帮助运动员优化训练方案,提高运动表现,预防运动损伤。 在工业安全方面,它们能够监测工人的生理状况,预防工伤事故。 在游戏娱乐方面,它们能够提供更真实、更沉浸式的游戏体验。 在环境监测方面,它们能够实时监测空气质量、温度等环境参数,为智慧城市建设和生态研究提供数据支持。

 
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