在智能化普及的今天，人机交互（Human-Machine Interaction, HMI）随处可见，它是数据和信息抵达人类、融入群体和深入社会广泛应用领域的技术门槛石。人机交互领域的快速发展不仅体现在交互质量和效率的提高，其安全性和可靠性的提升也是重要的技术保障。例如在全球新冠肺炎流行期间，常见接触式系统中存在的病毒接触传染风险严重存在，其相关的解决办法消耗了大量的资源，带来了不可避免的浪费，但是仍未能在根本上得到解决。然而，基于智能传感器的非接触控制系统在上述相关问题上具有不可小视的潜力，具备重要的研究价值，急需深一步的探索和推广。
近日，上海交通大学智能感知与生物医学微系统（EE-MEMS）实验室的杨斌教授和刘景全教授提出了一种高灵敏的柔性湿度传感阵列，通过将多层石墨烯(MG)锚定在静电纺丝聚酰胺(PA)66上，开发出了一种远程在线检测和非接触控制系统，可替代传统的接触式传感器，为人机交互和人工智能领域提供了一种普遍而有效的策略。该项工作由EE-MEMS实验室的博士生路礼军和博士生姜春蓬合作完成。
图1 适用于多个领域的柔性湿度传感器系统。（i-ii）呼吸湿度源及其在婴儿哮喘检测和远程报警方面的应用；（iii- iv）接触病毒感染和非接触式药物递送系统的解决途径。
该研究通过静电纺丝和超声共融工艺，提出一种基于多层石墨烯超声修饰静电纺丝柔性尼龙(PA)66的电阻型湿度敏感体系，可对人体口鼻以及皮肤表面的湿度源变化进行高灵敏度的检测，为柔性非接触传感与操控的实现提供了一种普适有效的方法。
图2 柔性湿度传感器的加工工艺和性能表征。
该项工作创新性地将柔性湿度传感器阵列应用到了生活中的多个领域，搭建了基于湿度敏感机制的非接触远程监测与非接触操控系统，实现了非接触领域中除了目前常见的电容式外的湿度响应，验证了其在减少接触操控方面的可行性和有效性。
图3 基于柔性湿度传感器的两种典型应用。
Advanced Materials (IF=27.398)
Pub Date : 2021-03-08
https://doi.org/ 10.1002/adma.202100218
Lijun Lu; Chunpeng Jiang; Guosheng Hu; Jingquan Liu*; Bin Yang*
杨斌，研究员，博士生导师。主要从事微纳自供能器件与系统、柔性微传感器、仿生微光机电系统、THz超材料器件等研究。作为负责人主持过国家科技重大专项、科技部863课题、国家自然科学基金项目、装备预研教育部联合基金、装备预研基金、上海市浦江人才项目、上海市教委创新重点项目、航天支撑项目等多个项目研究，参与完成过国家科技合作项目、国家自然科学基金重点项目等多个重要项目研究。发表学术论文一百余篇,其中以第一作者/通讯作者在Advanced Functional Materials、Nano Energy、ACS Nano、Journal of Materials Chemistry A、IEEE Transactions on Industrial Electronics、Sensors and Actuators B: Chemical、Journal of Microelectromechanical Systems、Journal of Micromechanics and Microengineering、Applied Physics Letters等国际权威刊物上发表论文五十余篇，其中单篇论文他引次数300多次，ESI高被引论文2篇。
刘景全，长聘教授，博士生导师。现任上海交通大学微纳电子学系系主任和 “微米纳米加工技术”国家重点实验室主任（上海交大部分）。上海市优秀学术带头人、上海市曙光学者、教育部新世纪优秀人才、国家IFSA协同创新中心PI。获教育部自然科学一等奖1项、上海市发明一等奖1项。中国仪器仪表学会微纳器件与系统分会理事、中国微米纳米技术学会微纳执行器与微系统分会理事、中国机械工程学会微纳制造分会第二届委员会委员、Nano-Micro Letters 期刊（IF：12.264）编委。主要研究兴趣包括可穿戴/可植入柔性电子器件、MEMS脑机接口器件、极端环境智能微传感器以及微纳加工技术。近5年在Biomaterials、Small、Biosensors and Bioelectronics、Sensors and Actuators (A/B)、IEEE J-MEMS 等国际著名刊物上发表论文近60篇，2014年入选ESI高引用论文3篇，第一作者授权国家发明专利25项。主持项目包括：国家自然科学基金重点项目、国家重大专项、国家重点研发计划和上海市重大项目等。
