學術研究 • ACADEMIC RESEARCH 澳大新語 • 2023 UMAGAZINE 28 60 到，只要調節電壓峰值的數量，便可感知出一個 平面中源於不同軸向（例如+X、-X、+Y和-Y方 向）的力。 通過精確設計一些磁化微柱的方向和排列，我們 開發了一種測量定向面內力的界面。基於電壓峰 值的數量和極性，這個界面可通過完全互不重疊 的信號，識別來自+X、-X、+Y和-Y方向的平面 力。因此，這個可穿戴界面只需一個通信通道和 兩個電極，便能區分來自四個方向的機械力。 可穿戴貼片：從智慧控制到娛樂 一個易於使用的可穿戴式人機互動系統應該輕便和 低功耗，我們的設計正能滿足要求。評估這類系統 有多實用時，電子連接和通信的方法是重要的考慮 因素。一些研究人員曾用可穿戴感測器陣列作為人 機互動界面，由於涉及多條電子連接和通信通道， 難免增加其功耗和佔用的空間。相反，我們設計的 界面可根據力的不同方向輸出互不重疊的信號，只 需一個通信通道便可完成信號交互。 為評估這個可穿戴貼片的各項功能，我們還開發 了一些用於軌跡映射、機器人控制、數字密碼輸 入和摩斯密碼通信的應用界面。在整個應用過程 中，我們的可穿戴貼片在耐用性、抗濕度、準 確性和通用適用性方面均有優勢。我們期望這 種可穿戴貼片能提供新的解決方案，滿足柔性 和可穿戴電子產品對高效人機互動界面日益增 長的需求，研究成果已於學術期刊《Chemi ca l Engineering Journal 》發表。 彈簧系統」的頻率由彈簧的常數和物體的質量所 決定；簡單擺錘的擺動週期則受擺長所控制。 我們的團隊發現，人造的彈性微結構（微柱） 依然遵循相似的自然行為規律。彈性膠體和釹 磁鐵（NdF eB）微粒子組成的微柱經磁化後 能產生永久磁矩。在進一步研究中，我們證實 通過調整微柱的尺寸參數或物理特性，可以改 變其固有頻率。這項發現使我們得以大幅縮短 磁化彈性微柱的振盪時間，產生更強烈的電信 號，確保通信準確。 磁偶極子用於方向感知 自然界的磁體均有兩個磁極（南極和北極）， 構成磁偶極子。如果將一塊永久磁體一分為 二，兩塊新的磁體亦各有一個南極和一個北 極。這個規律適用於更小的磁體，包括微米尺 度的微柱；這些微柱一旦磁化，必然也有一對 相反的磁極。 基於這個觀察，我們的團隊認為，磁體的南極 和北極提供了一個感知方向的機制。當磁化後 的微柱朝北極或南極方向變形時，導電體線圈 中的磁通量會隨之產生正向或負向變化。這些 變化能轉成明確可辨的「+/ - 」或「- /+」電動 勢信號，能被電子終端準確識別。 設計可感知平面內力向的可穿戴貼片 基於感應電動勢的正負信號，單個磁化微柱只 能回應兩個在一維上相反方向的力。我們觀察 感應電信號可通過磁化微柱變形引起導電線圈層中的磁通量變化而產生 Signals are generated via deforming a magnetised micropillar to induce magnetic flux change in the conductive coil layer
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