24小时监控的智能病床：上海交大团队开发湿度传感器，居然还能用作麦克风

（图文无关）

从普通的家用电器到蓬勃发展的智能机器人，人与机器之间的信息交流主要依靠接触传感器介质。然而，这种接触式的交互方式会带来严重的问题，比如不可避免的机械磨损和用户之间的细菌或病毒交叉感染，在新冠疫情期间这一问题尤为凸显。因此，在远程在线检测和非接触控制系统中，迫切需要革命性的非接触式人机交互（human–machine interaction, HMI）。随着物联网和人工智能的发展，人机交互中的智能传感器越来越普及。

日前，来自上海交通大学微纳电子学系，微纳加工科学与技术国家重点实验室的研究团队创新性地开发了柔性非接触人机交互的新型传感器。

（利用湿度敏感实现柔性非接触传感与人机交互设计图，图片摘自论文）

在这项研究中，团队提出了一种通过将多层石墨烯（MG）固定在电纺聚酰胺（PA）66中而制成的柔性高灵敏度湿度传感器和阵列。该传感器以非接触模式工作，可对病人进行实时监测呼吸频率，哮喘检测，并配备远程报警系统，可为卧床病人提供无触摸界面的药物输送。PA66纳米纤维网络的大比表面积的物理结构和丰富的吸水官能团的化学结构协同促进了其高性能的发挥。得益于出色的适型性与灵活性，传感器可以承受剧烈变形且轻易地改变自身形态，从而在更苛刻的工作环境中能准确识别各种湿度变化。

（柔性湿度传感器可以承受剧烈变形（如折叠、扭曲、打结等）且不影响正常工作，图片摘自论文）

该研究进一步开发了后端电路与专用APP，通过湿度敏感效应成功实现了面向健康医疗的哮喘远程检测预警。同时，针对口鼻处的湿度源，该柔性湿度传感器可以一定程度上将说话过程中的湿度变化转化为语音信号，具有低音量检测、屏蔽环境噪声等独特优势，有望在未来替代传统抗环境噪声干扰能力差的商用电磁、电容式麦克风。

该研究引领无传染性风险的非接触人机界面新时代，为需要非接触交互的智能电子产品的发展提供了普遍有效的策略。

该研究成果以论文形式在线发表于Advanced Materials上，题为Flexible Noncontact Sensing for Human–Machine Interaction.

论文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.202100218