随着大数据、物联网以及人工智能交互等信息技术在医疗领域的广泛应用，医工交叉融合发展势不可挡。在生物医学研究中，疾病诊断和及时治疗至关重要。柔性传感器可将外部刺激如形变、温度、湿度、压力等转换为电信号输出，可广泛应用于运动监测、信息传递、医疗监测、人工智能以及军事等领域。
医疗监测
近日，新加坡国立大学Joo Chuan Yeo和Chwee Teck Lim教授研究团队全面概述并讨论了用于监测心血管生命信号的柔性可穿戴传感器最新进展。具体而言，重点介绍了这些用于心率，血压，血氧饱和度和血糖监测的柔性传感器的功能材料，配置，机制和最新进展。介绍了生物电，机械电，光电和超声波可穿戴传感器中的不同机制，以监测来自不同身体部位的心血管生命体征。还讨论了这些可穿戴传感器的当前挑战，可能的策略和未来方向。随着快速发展，这些灵活的可穿戴传感器将可能适用于医疗诊断和日常医疗保健，以应对心血管疾病。
仿生皮肤
意大利可穿戴技术BioRobotics Institute公司Calogero Maria Oddo团队Luca Massari，Giulia Fransvea等，在Nature Machine Intelligence上发文，开发了一种弯曲几何形状的大面积敏感柔软皮肤，允许通过模块化贴片覆盖机器人全身。仿生皮肤由柔软的聚合物基质组成，类似于人体前臂，嵌入光子纤维布拉格光栅换能器，其部分模仿Ruffini机械感受器功能，具有弥漫的，重叠的接受场。采用卷积神经网络深度学习算法和多网神经元积分过程对光纤布拉格光栅传感器输出进行解码，通过皮肤表面推断接触力大小和定位。在力和定位预测中，分别实现了35 mN（四分位距56 mN）和3.2 mm（四分位间距2.3 mm）的中位误差。使用拟人化手臂的演示为基于人工智能的集成皮肤铺平了道路，通过机器智能实现安全的人机协作。
临床分析
来自中山大学光电材料与技术国家重点实验室的研究人员设计了一种柔性传感器，该传感器可以集成在尿布上，测量尿液中的多种成分，并可以通过蓝牙共享这些结果，从而为失禁、老人或婴儿患者提供实时临床分析。相关研究成果以“Smart Diaper Based on Integrated Multiplex Carbon Nanotube-Coated Electrode Array Sensors for In Situ Urine Monitoring”为题发表在ACS Applied Nano Materials上。研究人员表示，经过优化之后，这种“智能”尿布可以成为快速、无痛尿液分析的方法，并具备商业化的潜力。
人机交互
华中科技大学Nishuang Liu等人采用MXene/细菌纤维素薄膜制备了具有三维隔离层结构的纸式压力传感器，并研究了其作为可穿戴式声探测器的传感能力。该器件具有出色的综合机械传感性能以及人体生理信号的精确检测。作为声音检测器，它不仅可以通过监测喉咙肌肉的运动来识别不同的声音信号和声音属性，还可以通过声音传输引起的气压波（也称为声波）来区分各种自然声音，就像鼓膜一样。此外，由于能够捕获和呈现音乐信号，它在声音可视化技术中起着重要作用。
智能服装
纺织服装作为人体的“第二皮肤”，其柔软、贴体的服用性能以及灵活多变的结构使其能够成为智能可穿戴设备中各类电子元件的良好载体。柔性织物传感器就是以纺织品作为基底，采用不同方式与传感材料或元件结合，制成的适应各类可穿戴设备需求的柔性传感器件。这类传感器在满足传感器物理机械性能的基础上，也保持了织物的手感以及柔韧性，部分甚至可以洗涤，使其在智能服装及可穿戴设备上的应用前景更为广泛。
小结
柔性传感器正处于市场拓展的前期阶段，在应用端还没能让用户和消费者明显感知到，但其发展潜力和应用前景是毋庸置疑的。市场正处于一个蓄势待发的状态，通过天眼查能够看到，目前国内大概有超过4000家企业拥有柔性传感器的产品和专利技术，大家等待的都是一个杀手级的应用出现。
参考文献
[1]Chen, S., Qi, J., Fan, S., Qiao, Z., Yeo, J. C., Lim, C. T., Flexible Wearable Sensors for Cardiovascular Health Monitoring. Adv. Healthcare Mater. 2021, 10, 2100116. https://doi.org/10.1002/adhm.202100116
[2]Massari, L., Fransvea, G., D’Abbraccio, J. et al. Functional mimicry of Ruffini receptors with fibre Bragg gratings and deep neural networks enables a bio-inspired large-area tactile-sensitive skin. Nat Mach Intell 4, 425–435 (2022). https://doi.org/10.1038/s42256-022-00487-3
[3]Li, X., Zhan, C., Huang, Q., He, M., Yang, C., Yang, C., Huang, X., Chen, M., Xie, X., & Chen, H.-J. (2022). Smart Diaper Based on Integrated Multiplex Carbon Nanotube-Coated Electrode Array Sensors for In Situ Urine Monitoring. ACS Applied Nano Materials, 5(4), 4767-4778. https://doi.org/10.1021/acsanm.1c04220
[4]Su, T., Liu, N., Lei, D., Wang, L., Ren, Z., Zhang, Q., Su, J., Zhang, Z., & Gao, Y. (2022). Flexible MXene/Bacterial Cellulose Film Sound Detector Based on Piezoresistive Sensing Mechanism. ACS Nano, 16(5), 8461-8471. https://doi.org/10.1021/acsnano.2c03155
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