可穿戴人機界面設備 HMI 可用于控制機器、計算機、音樂播放器和其他系統(tǒng)。傳統(tǒng) HMI 面臨的挑戰(zhàn)是人體皮膚上存在汗水。

　　近日，加州大學洛杉磯分校的科學家開發(fā)了一種可拉伸、廉價和防水的 HMI。該設備基于軟磁彈性傳感器陣列，可將手指按壓產(chǎn)生的機械壓力轉換為電信號。

　　(左)磁彈性傳感器陣列的照片，它符合人體皮膚，即使暴露在液體中也能正常工作。它可以與音樂揚聲器的命令組件交互：播放、暫停、下一個和上一個。(右二)自供電磁彈性傳感器陣列可滾動和可拉伸。圖片來源：加州大學洛杉磯分校的 Jun Chen 研究小組

　　該設備包括兩個主要組件。第一個組件是將機械運動轉換為磁響應的層。它由一組多孔硅膠基質中的微磁體組成，可以將溫和的指尖壓力轉換為磁場變化。

　　第二個組件是由圖案化的液態(tài)金屬線圈組成的磁感應層。這些線圈響應磁場變化并通過電磁感應現(xiàn)象發(fā)電。

　　“由于材料的柔韌性和耐用性，磁彈性傳感器陣列可以在諸如滾動、折疊和拉伸等變形下產(chǎn)生穩(wěn)定的功率，”來自加州大學洛杉磯分校的作者 Jun Chen 說：“由于這些引人注目的功能，該設備可以通過將人體生物力學活動轉化為電信號來用于人體驅動的 HMI 。”

　　運行 HMI 所需的動力來自佩戴者的動作。這意味著不需要電池或其他外部電源組件，使 HMI 更加環(huán)保和可持續(xù)。

　　該設備在各種真實情況下進行了測試，包括存在噴水的情況，例如可能存在于淋浴、暴雨或劇烈運動期間。該設備在潮濕時工作良好，因為磁場不受水的存在很大影響。

　　研究人員研究了一系列制造和組裝技術，以優(yōu)化設備的生物力學到電能的轉換。他們發(fā)現(xiàn)，通過控制柔性薄膜的厚度和磁性粒子的濃度，他們可以在性能和靈活性之間取得平衡。

　　為了測試他們的系統(tǒng)，研究人員進行了一系列實驗，受試者用手指敲擊來關閉和打開燈并控制音樂播放器。

　　“我們的磁彈性傳感器陣列不僅可以無線充當燈的開關按鈕，還可以控制音樂播放器的命令功能，代表播放、暫停、下一個和上一個的動作，”陳說。

　　這些測試保證了多功能防水 HMI 的新應用，可用于控制多種類型的智能設備。