Le capteur cutané électronique décode les mouvements humains

Un capteur cutané électronique alimenté à une seule contrainte a été développé pour capturer le mouvement humain à distance. Le capteur de contrainte, placé sur le poignet, décode les mouvements complexes à cinq doigts en temps réel avec une main 3D virtuelle qui reproduit les mouvements originaux. Le réseau de neurones profonds boosté par le rapid situation learning (RSL) assure un fonctionnement stable quelle que soit sa position à la surface de la peau.

Les approches conventionnelles nécessitent plusieurs réseaux de capteurs qui couvrent l'intégralité des surfaces curvilignes de la zone cible. Contrairement à la fabrication conventionnelle à base de plaquettes, cette fabrication laser fournit un nouveau paradigme de détection pour le suivi de mouvement. Le système de mesure extrait les signaux correspondant aux mouvements multiples des doigts en générant des fissures dans les films de nanoparticules métalliques à l'aide de la technologie laser. Le patch capteur a ensuite été attaché au poignet d'un utilisateur pour détecter le mouvement des doigts.

Le concept de cette recherche est parti de l'idée que localiser une seule zone serait plus efficace pour identifier les mouvements que d'apposer des capteurs sur chaque articulation et muscle. Pour que cette stratégie de ciblage fonctionne, elle doit capturer avec précision les signaux de différentes zones au point où ils convergent tous, puis découpler les informations enchevêtrées dans les signaux convergés. Pour optimiser la convivialité et la mobilité des utilisateurs, l'équipe de recherche a utilisé un capteur monocanal pour générer les signaux correspondant aux mouvements complexes de la main.

Le système RSL collecte des données à partir de pièces arbitraires sur le poignet et entraîne automatiquement le modèle dans une démonstration en temps réel avec une main 3D virtuelle qui reflète les mouvements d'origine. Pour améliorer la sensibilité du capteur, les chercheurs ont utilisé la fissuration à l'échelle nanométrique induite par laser.

Ce système sensoriel peut suivre le mouvement de tout le corps avec un petit réseau sensoriel et faciliter la mesure indirecte à distance des mouvements humains, ce qui est applicable aux systèmes VR/AR portables. L'équipe de recherche a analysé les modèles de signal du capteur dans un espace latent encapsulant le comportement temporel du capteur, puis ils ont mappé les vecteurs latents aux espaces métriques de mouvement des doigts.

Le système est extensible à d'autres parties du corps; par exemple, il est capable d'extraire des mouvements de marche d'un bassin. Cette technologie devrait trouver des utilisations dans la surveillance de la santé, le suivi des mouvements et la robotique douce.