防水人机界面发电

可穿戴人机界面设备(HMIs)可用于控制机器、计算机、音乐播放器等系统。传统人机界面的一个挑战是人类皮肤上的汗液。

在应用物理评论,科学家们加州大学洛杉矶分校描述了他们是如何开发出一种可伸缩且价格低廉的防水人机界面的。该设备基于软磁弹性传感器阵列，可将手指按压产生的机械压力转换为电信号。

该装置包括两个主要部件。第一层是将机械运动转化为磁响应的层。它是由一组微磁铁组成的多孔硅基质，可以将温和的指尖压力转化为磁场变化。

第二组件是由图形化液态金属线圈组成的磁感应层。这些线圈响应磁场的变化，通过电磁感应现象产生电能。

作者表示:“由于材料的灵活性和耐久性，磁弹性传感器阵列可以在轧制、折叠和拉伸等变形情况下产生稳定的功率。陈小君,从加州大学洛杉矶分校。“由于这些引人注目的功能，该设备可以通过将人体生物力学活动转化为电信号，用于人体驱动的人机交互。”

运行人机界面所需的能量来自佩戴者的动作。这意味着不需要电池或外部电源组件，使人机界面更加环保和可持续。

据该团队称，这款手机在现实环境中进行了测试，包括在有水雾的情况下，比如可能存在于淋浴、暴雨或剧烈运动中。该设备在潮湿时工作良好，因为磁场不受水的影响很大。

研究人员研究了制造和组装技术，以优化该设备的生物力学-电能转换。他们发现他们可以通过控制柔性薄膜的厚度和磁性粒子的浓度来达到性能和柔性之间的平衡。

为了测试这个系统，他们进行了一系列的实验，实验对象用手指轻敲来开关灯和控制音乐播放器。研究人员认为，这些测试为多功能、防水的人机界面提供了新的应用前景。