柔性可穿戴設備在運動(dòng)、健康、醫療等方面有著(zhù)重要的發(fā)展前景，是當前國際研究熱點(diǎn)。在人體運動(dòng)監測方面，人體表面主要變形模式為拉/壓變形和彎曲變形，而且都是大變形。對于適用于柔性可穿戴設備的監測拉/壓變形的柔性傳感器，已經(jīng)有很多相關(guān)研究；但對于彎曲變形（曲率或彎曲角度）監測，之前主要有兩類(lèi)方法：1）采用應變傳感器替代，如圖1a所示，這種方式要求傳感器與人體上乘粘合，一旦產(chǎn)生滑動(dòng)，測量結果毫無(wú)意義，而這種粘合方式對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)是難以接受的，所以不適用于實(shí)際的可穿戴設備；2）采用光學(xué)辦法，設備復雜，不具有便攜性，也不適用于可穿戴設備。

近日，中國科學(xué)院力學(xué)研究所科研團隊與大連理工大學(xué)及北京航空航天大學(xué)合作，從力學(xué)結構設計出發(fā)，研制了適用于可穿戴設備的薄膜貼片式柔性曲率傳感器。該傳感器可以精 確測量被測曲面的動(dòng)態(tài)彎曲曲率和彎曲角度，而且其彎曲測量結果不受拉伸變形的影響，所以在實(shí)際應用過(guò)程中，不要求傳感器與被測曲面上乘粘合，只需要貼合（允許小范圍滑動(dòng)，如戴手套或穿緊身衣的方式）即可，如圖1b所示?？梢?jiàn)，該傳感器非常適合與穿戴服飾集成，可應用于關(guān)節彎曲監測、手勢識別、坐姿監測等柔性智能穿戴設備，如圖2所示。

圖1（a）應變傳感器與（b）曲率傳感器用于關(guān)節彎曲變形監測的優(yōu)劣勢

圖2 曲率傳感器用于手勢識別和坐姿監測

該工作相關(guān)論文近日在《先進(jìn)材料技術(shù)》上發(fā)表（Adhesion-Free Thin-Film-Like Curvature Sensors Integrated on Flexible and Wearable Electronics for Monitoring Bending of Joints and Various Body Gestures. Advanced Materials Technologies, 2018），力學(xué)所為**單位，蘇業(yè)旺、李銳、陳玉麗為共同通訊作者。該研究工作受到中科院百人計劃項目、國家自然科學(xué)基金面上項目的資助和中科院先導項目（XDB22040501）的支持。