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我院智能芯片科研團(tuán)隊(duì)在可穿戴傳感領(lǐng)域取得新進(jìn)展

來(lái)源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2025年06月10日 03:49

近日,我院智能芯片團(tuán)隊(duì)崔小靜副教授將柔性可穿戴熱電水凝膠電子皮膚與深度學(xué)習(xí)算法相結(jié)合,構(gòu)建了一種自驅(qū)動(dòng)面部表情識(shí)別和健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該研究成果以題為“Thermoelectric Gel Enabling Self-Powered Facial Perception for Expression Recognition and Health Monitoring”發(fā)表在TOP期刊《ACS Sensors》(SCI一區(qū),影響因子:9.6)。崔小靜副教授為論文第一作者,2022級(jí)碩士研究生聶鈺又為共同第一作者,太原理工大學(xué)張虎林教授為論文通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃、山西省回國(guó)留學(xué)人員科研資助項(xiàng)目的支持。

面部感知技術(shù)以其獨(dú)特的分析能力,在醫(yī)療健康、人機(jī)交互、安全監(jiān)控及心理研究等多個(gè)領(lǐng)域具有重要的研究意義,它不僅促進(jìn)了疾病的早期預(yù)警與個(gè)性化健康管理,還增強(qiáng)了人機(jī)交互的適應(yīng)性與安全性,同時(shí)為心理研究提供了新視角。然而,當(dāng)前面部感知技術(shù)仍面臨著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成供電困難等限制。

該研究首先基于聚乙烯醇(PVA)、結(jié)冷膠、甘油等制備了具有熱電轉(zhuǎn)換特性的雙網(wǎng)絡(luò)熱電水凝膠(PGG)傳感貼片,其各組分之間的氫鍵相互作用賦予凝膠優(yōu)異拉伸性和抗干燥性,同時(shí),氧化還原對(duì)[Fe(CN)6]4-/3-和其他電解質(zhì)的加入,溫度場(chǎng)誘導(dǎo)的熱伏效應(yīng)與索雷特效應(yīng)協(xié)同作用賦予PGG良好的熱電轉(zhuǎn)換能力,熱電勢(shì)可達(dá)1.89 mV K-1。其次,鑒于該熱電水凝膠可與人體皮膚共形貼合,我們選擇了面部11個(gè)關(guān)鍵肌肉位點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)面部肌肉活動(dòng)和溫度變化的自驅(qū)動(dòng)感知。最后,通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法深入解析不同面部表情所對(duì)應(yīng)的信號(hào)特征,實(shí)現(xiàn)了面部表情精準(zhǔn)識(shí)別和人體健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)。該成果在人機(jī)交互、健康管理和智能穿戴等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用潛力。

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