尖端生物传感器变革脑控机器人技术
由悉尼科技大学(UTS)工程与IT学院Francesca Iacopi教授团队开发,该生物传感器贴附面部与头部皮肤,检测大脑发出的电信号。这些信号可转化为指令控制自主机器人系统。
相关研究发表于《神经工程期刊》。
传感器由外延石墨烯制成——本质上是直接在碳化硅衬底硅上生长的多层极薄、极强碳。结果是高度可扩展的新型传感技术,克服了石墨烯生物传感的三大挑战:腐蚀、耐久性、皮肤接触电阻。
“我们结合了石墨烯极佳生物相容性与导电性,与硅技术的优势,使生物传感器极具韧性与鲁棒性。”Iacopi教授说。
石墨烯是生物传感器开发常用纳米材料。但迄今许多产品为一次性应用,易因接触汗水等皮肤水分而脱层。
相比之下,UTS生物传感器可长期使用、多次复用,甚至在高盐环境中——前所未有的成果。
此外,传感器显著降低所谓皮肤接触电阻,即传感器与皮肤非最佳接触阻碍大脑电信号检测。
“使用我们传感器,接触电阻随传感器贴附皮肤而改善。”Iacopi教授说。“随时间推移,我们实现初始接触电阻75%以上降低。”
“这意味着大脑发出的电信号可被可靠采集并显著放大,传感器也能在恶劣条件下可靠使用,从而增强其在脑机接口中的应用潜力。”
研究属于更大合作一部分,探究脑波如何指挥控制自主车辆。工作由国际知名纳米技术与电子材料专家Iacopi教授,与UTS杰出教授、脑机接口领军研究者Chin-Teng Lin教授合作。获国防创新中心120万澳元资助。
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