科学家用AI打造离子电路,将成为电子电路的有力补充,可被用于人机交互领域

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科学家借助人工智能技术研发了一种新型离子电路。中国人民大学的贺泳霖教授提到:“跨学科合作带来了很大帮助。虽然之前尝试过传统模型,但这次工作让我意识到人工智能在信号解析中的重要性,这将是未来的趋势。”

贺泳霖团队最近设计了一种结合网格阵列与人工智能的离子电路,能精准感知平面热和压力。未来,随着改进和完善,这种电路可能被用于识别人体动作信息。

贺泳霖指出,离子电路会成为电子电路的重要补充,尤其是在柔性可拉伸设备的研发上,展现出巨大的应用价值。多年来,他带领团队专注于开发基于离子载体的功能性导体材料,而图案化离子电路正是他们的研究重点之一。

过去,他们已研制出一些基于凝胶材料的离子电路,不过这些电路的制造过程复杂,还易受湿度影响。为解决这些问题,他们计划开发一种更耐用、更稳定的图案化离子电路,适应频繁接触和摩擦的环境。

贺泳霖采用了一种类似在纸上写字的方法,而非传统的表面处理方式。他们选用聚氨酯弹性膜作基底,特定离子液体当“墨水”。经过精心搭配,让两种材料兼容,并将离子液体融入聚氨酯膜内。接着,利用聚合反应固定离子液体,保证其具备出色的耐磨性能。

在材料设计时,他们着重考虑聚氨酯软段与离子液体的兼容性。通过挑选适合的聚丙二醇和离子液体,成功引入功能性交联剂和双键。但在合成期间遇到困难,因为双键连接后的离子液体变粘稠,渗透速度下降。于是,他们加入促渗剂,最终实现离子液体的渗透与固化。

在制作离子电路时,他们试验了多种图案化技术,如盖章、直接书写和喷墨打印,并在聚氨酯基底上成功构建了离子电路。之后,他们开展了一系列测试,包括耐磨性、防水性和电导率测试,以确认电路表现。

为了让离子电路更加智能,他们将人工智能模型与离子网络整合,创建了一个多信号识别系统,可辨识温度、压力以及按压形状的变化。通过实验验证,这种离子电路即使在高强度和高湿度环境下仍能保持稳定性能。

研究过程中,如何从复杂信号中准确区分温度、压力和形状变化的影响是一大难点。因此,他们引入机器学习技术,组建人工智能化学学习小组,积累神经网络开发经验并持续优化模型。

另外,信号采集也是一项挑战。他们设计了精密的实验装置,在不同温度、压力和变形条件下测试,保证数据准确性。历经三周努力,相关论文刊登于《先进功能材料》杂志。

贺泳霖称,离子电路的优势在于其柔韧性和延展性。增强抗磨性和防水特性有助于大幅提升产品稳定性。未来,他们期待开发一种标准化技术,作为离子电路的基础通用技术。

这项成果展现了离子电路在多个领域的巨大潜力,尤其在人机交互方面。贺泳霖相信,基于离子的电路将在未来带来更多的创新与应用。

本文来源: 互联网 文章作者: 苏州博智慧达