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  生活中的微振動無處不在，如聲音和環(huán)境噪音，是最常見的機械波/能量形式。這些機械振動可以傳遞能量并傳播各種信號，能夠廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)，例如機器人、健康管理設備和人機交互。然而，極小的壓力、復雜的振動波形和高噪聲敏感性使檢測細微的振動極具挑戰(zhàn)性。因此，柔性電子設備必須同時實現(xiàn)超高靈敏度、極低的檢測限和出色的頻率分辨率來研究細微振動中的信息。

  近日，東南大學化工學院、東南大學無錫校區(qū)張久洋教授報道了一種超高靈敏度、超低檢測限、精確頻率識別的低成本柔性電子器件，實現(xiàn)了對極細振動的實時檢測。這種柔性電子器件的各向異性導電性來自于兩相金屬和絕緣氧化物顆粒結(jié)構(gòu)帶來的局部導電性，而高靈敏性來源于敏感的導電連接。這種導電網(wǎng)絡對外力十分敏感，可以記錄和處理包括聲振動在內(nèi)的各種復雜信號�；谇擅畹母飨虍愋栽O計，本研究成功實現(xiàn)了超高靈敏度、超低檢測限、精確頻率識別的低成本柔性電子器件，實現(xiàn)了對細微振動的實時檢測。這項研究為超靈敏柔性電子器件的設計打開了新思路，推動了聲學工程、醫(yī)療保健監(jiān)測、可穿戴電子和智能機器人領(lǐng)域的發(fā)展。

圖1. 各向異性導電凝膠的結(jié)構(gòu)和超靈敏性能

圖2. ACG的微振動檢測和機理

圖3. ACG用于聲音檢測與機器人增強感知

  ACG具有超高靈敏度、極低檢測下限和精確的頻率識別，有望實現(xiàn)空氣振動的識別和高精度分析。聲學振動，如聲音，是最常見的空氣振動。然而，來自聲信號的空氣振動極低且在空氣-物體界面處迅速而強烈地衰減。因此，目前大多數(shù)電子軟傳感器無法實現(xiàn)對聲信號的非接觸式檢測。而ACG可以檢測空氣中的聲音信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號（圖3a和3b）。ACG表現(xiàn)出媲美iPhone錄音機的聲音記錄性能（圖3d）和良好的頻率識別能力（圖3e和3f）。

  除了聲場中的感知能力外，ACG還可以通過檢測微小振動來增強智能機器人的環(huán)境感知能力。圖3g-3h顯示了將ACG單元集成到機器人控制面板中的實驗裝置。當有輕質(zhì)物體掉落、輕柔觸摸機器人或有小車駛過時，ACG的電阻都會發(fā)生明顯的變化，表明機器人優(yōu)異的環(huán)境感知能力（圖3i-3k）。此外，ACG還可以監(jiān)控機器人的自身的動作，例如頭部的搖晃，證明了ACG的內(nèi)在監(jiān)測能力。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305707