KAIST研究团队：有望在医疗、AR和VR界面等领域带来创新性变革
Yoon Junbo韩国科学技术院（KAIST）电气及电子工程系教授研究团队10日表示，其团队开发出一种“纳米间隙压力传感器”，即使在下雨天或淋浴后智能手机屏幕上沾有水、易出现误触等“鬼触”现象时，也不受此类外部干扰影响，仍能以高分辨率感知压力。
自左起为 Yoon Junbo 教授、Yang Jaesoon 博士。上排自左起为 Jung Myeonggeun 硕博连读课程在读生、Yoo Jaeyoung 成均馆大学教授。KAIST 提供
View original image目前常用作触控系统的“电容式压力传感器”结构简单、耐久性出色，广泛应用于智能手机、可穿戴设备、机器人等人机接口（Human-Machine Interface）技术。然而，该类传感器存在一个致命问题：水滴、电磁干扰以及因弯折产生的形变等外部干扰因素会导致误动作。
Yoon教授团队确认，电容式压力传感器中出现干扰的原因在于传感器边缘产生的“边缘电场（Fringe Field）”对外部干扰极为敏感。研究团队发现，通过将电极间距缩小到数百纳米（㎚）的水平，可以抑制传感器中产生的边缘电场，从而削弱外部干扰的影响。
研究团队利用自主开发的微/纳结构工艺技术，研制出电极间距约900㎚的纳米间隙压力传感器。测试结果表明，该传感器仅对压力本身做出响应，与施压物质的种类无关；同时在弯折或电磁干扰条件下，其感测性能也不会受到影响。
研究团队还利用所开发传感器的特性，实现了人工触觉系统。人体皮肤中存在名为梅克尔小体（Merkel's disc）的压力感受器，用于感知压力。若要模拟这一功能，就需要一种对外部干扰不敏感、只对压力作出响应的压力传感器技术，但以往技术难以满足这一要求。
研究团队开发的传感器不仅克服了上述缺点，其密度也已达到梅克尔小体的水平，从而实现了可进行无线精密压力感知的人工触觉系统。此外，团队还开发了压力触控板系统，在验证其可拓展至多种电子设备应用可能性的同时，也证明了可以在无干扰条件下，以高分辨率获取压力大小及其分布。
Yoon教授表示：“纳米间隙压力传感器在下雨天或出汗等环境中，也不会像现有压力传感器那样发生误动作，而是能够稳定运行，有望解决许多人在日常生活中长期存在的不便。”他还解释称：“该技术有望在机器人精密触觉传感器、医疗用可穿戴设备、增强现实（AR）及虚拟现实（VR）接口等多个应用领域带来创新性变化。”
本次研究由Yang Jaesoon KAIST电气及电子工程系博士、Jeong Myeonggeun博士课程研究生以及Sungkyunkwan University半导体融合工程系助理教授Yoo Jaeyoung（KAIST博士毕业）共同担任第一作者完成。相关成果发表于上月27日出版的国际知名学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications），论文题目为“Interference-Free Nanogap Pressure Sensor Array with High Spatial Resolution for Wireless Human-Machine Interfaces Applications”。
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