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感受壓力的電子皮膚

報導 / 簡韻真

觸覺是你我跟世界互動中不可或缺的一部份,人們每天拿著行動裝置滑啊滑的;隨著3C產品發展愈來愈輕薄短小,目前研發中的壓力觸控感測器的裝置厚度僅0.2㎜,不只能偵測平面訊號,還能感測垂直平面的壓力與3D感測深淺輕重,將廣泛的應用在這些產品上。

台灣最大的產業技術研發機構-工研院的軟性電子計畫最終目標就是要研發環保、薄型化、精準感應壓力的大面積電子皮膚(Electronic Skin)。目前軟性壓力感測技術已經技轉且商品化,與筆電大廠合作的觸控型鍵盤去年底已上市,其他還有平版電腦的外接鍵盤與觸控筆。

薄薄一張的可撓感測器,能做成各種大小,鋪在各種表面上,更能根據使用需求,以不同的材料、電路設計,偵測 3 克重的壓力到 3000 公斤。其是精密印刷出含奈米粉體的高分子複合材料,因所受的壓力不同會有不同的導電路徑,導致導電度不同。透過電流與壓力間的線性換算,可以偵測連續位階的壓力變化,而不像是一般鍵盤只有按下去與沒按。

可做成單點偵測,或是多點偵測,上下兩層平行方向垂直的電極,交錯成格點,每個格點就是一個感應點。除了做成超薄的鍵盤,也將要推出可偵測壓力變化的觸控筆。讓專業的數位創作者,可以自由調整筆觸,忠實地呈現出筆畫的粗細,也可根據產品的需求做出設計,所以應用極為廣泛。

目前在醫療器材上的應用有:鞋墊。許多人站姿不良不自知,使腳部受到不正常的壓迫,感壓式鞋墊可以即時透過無限傳輸在螢幕上顯示壓力及重心分布,以調整站姿。對於糖尿病患者來說更需要,因為病情嚴重時會有四肢末稍的神經病變,腳部的感覺減退。之前有個廣告就是小女孩騎腳踏車壓到阿嬤的腳,但阿嬤完全沒感覺。這樣很危險,受力不均造成關節病變或是不小心受傷感染,有了感壓鞋墊,就可以即時發現、即時矯正、即時處理。

軟性壓力感測薄膜目前已廣泛應用在所有3C產品上,未來將透過差異化的產品應用,擴大軟性壓力感測器應用版圖,其創新的應用領域包括教育遊戲產業、醫療輔具產業、汽車電子、音樂教育等產業潛力無窮。

技術專頁:超薄型壓力感測器

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