根据.embedded.com的报导,香港大学研究团队在穿戴式科技领域取得突破性进展,成功研发出可伸缩的有机电化学电晶体(OECTs)。这项创新技术结合了弹性、微型化和即时运算能力,有??彻底改变穿戴式装置的舒适性和功能性。传统穿戴式装置的刚性电子元件限制了其应用范围,而港大团队开发的OECTs采用柔性碳基材料,使其能够延展、弯曲并贴合人体皮肤,即使在潮湿或潮湿的环境下也能有效运作。这种可伸缩性不仅提高了穿戴式装置的舒适度,也使其能够适应各种运动和活动,包括剧烈的体力活动、水上运动和危险的工作环境。
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OECTs的模组化设计实现了高度的客制化和可扩展性,能够满足从医疗监测到健身追踪等多样化的需求。更重要的是,港大团队将人工智慧和机器学习能力嵌入到这些电晶体中,实现了装置上的即时运算(边缘运算)。
这意味着穿戴式装置能够直接在使用者手腕或手臂上进行数据处理和决策,无需依赖云端伺服器,从而降低了延迟、增强了隐私,并节省了能源。透过消除数据传输到外部装置或云端的需求,这些电晶体显着延长了电池寿命,使穿戴式装置更实用。
为了实现这一目标,研究团队克服了多项技术挑战,包括如何获取高品质的健康数据、最大限度地减少运动伪影,以及如何客制化演算法以实现最隹运算效率。他们利用OECTs捕捉高品质的肌肉肌电图讯号,开发可伸缩的OECTs来减轻运动伪影,并实施储存池运算(一种节能的AI演算法)进行有效的数据训练。
研究团队采用高解析度喷墨印刷技术,成功制造出他们的可伸缩电晶体,并将其整合到与智慧手表相容的感测器内运算模组中。初步测试显示,该模组在预测使用者手势方面的准确率高达90%。
基於OECT的穿戴式装置在医疗保健领域具有广阔的应用前景。它们能够即时追踪心率、血氧水平、肌肉活动等生命体徵,为早期诊断和及时干预提供宝贵的数据。对於糖尿病或心脏病等慢性疾病患者,这些装置能够提供持续的监测和即时的警报,从而改善他们的健康管理。
此外,OECT穿戴式装置还能够实现闭环系统,例如自动调整胰岛素剂量的胰岛素泵,或根据疼痛程度自动提供药物的疼痛管理装置。在远程医疗环境中,这些装置能够弥补医疗资源不足的缺囗,使患者能够在家中获得高品质的医疗服务。
除了医疗保健领域,OECT穿戴式装置在运动健身、工业安全、游戏娱乐和环境监测等领域也具有广阔的应用前景。在运动健身方面,它们能够帮助运动员优化训练方案,提高运动表现,预防运动损伤。在工业安全方面,它们能够监测工人的生理状况,预防工伤事故。在游戏娱乐方面,它们能够提供更真实、更沉浸式的游戏体验。在环境监测方面,它们能够即时监测空气品质、温度等环境叁数,为智慧城市建设和生态研究提供数据支援。