UMagazine_28

ACADEMIC RESEARCH • 學術研究 2023 UMAGAZINE 28 • 澳大新語 59 文、圖 / 方丹、周冰樸‧中文翻譯 / 葉浩男 Text & Photo / Fang Dan & Zhou Bingpu ‧ Chinese Translation / Davis Ip 電子皮膚—— 未來的可穿戴人機交互界面 Electronic Skin: Wearable Interactive Interface for the Future 生感應電動勢(EMF)。受此經典定律啟發,我 們推斷出只要改變磁通量的空間分佈,便能將機 械能化為電能。基於這個原理,由柔性磁化元件 和導體組成的電子皮膚可用自供電方式來運行, 減少對外部功耗的依賴。 來自自然界的啟發: 彈性微結構的固有振盪特性 法拉第定律也詳述了時間變量對感應電動勢幅值 的影響。磁通量的變化愈快,期間產生的電動勢 信號就愈明顯。這在實際應用中對提升信號的精 確度和減少噪音干擾有重要作用。 受自然現象的啟發,許多彈性系統都具有特徵頻 率,主要由其結構特性所決定。例如,「物體和 電子皮膚是一種柔韌、輕盈而靈活的新型可穿戴裝 置,能夠模擬人類皮膚的感測特性。它可捕捉機械 性的刺激,將其轉化為電信號讀出,是人體與電子 終端之間的連接紐帶。電子皮膚的潛在應用領域可 從健康監測擴展到智慧感知,所以愈來愈受關注。 我們的團隊基於「電磁感應」原理和「彈性體的固 有振動」原理研發出一種自供電、輕便的可穿戴貼 片。這種創新的貼片為未來可穿戴的人機互動界面 的設計提供更簡便的新視角。 經典的物理學定律:電磁感應定律 「法拉第電磁感應定律」(簡稱:「法拉第定 律」)是物理學基本定律之一,也是眾多電感器 和發電器的核心運作原理。根據這個定律,只要 導電體的線圈層中發生局部磁通量變化,便能產 可穿戴界面的設計:該界面由四支微柱和一個線圈基板組成,專為感知力的方向而設計。不同的軸向力能產生不重疊且可識別的誘導電壓。 The design of the wearable interface consists of four micropillars and one coil substrate for force direction perception. Different axial forces can induce identifiable patterns of voltage profiles in non-overlapping behaviour.

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