Mae Anwythyddion Straen-Anwahanol yn Galluogi Gwisgadwy Clyfar y Genhedlaeth Nesaf

Mae datblygiad sylfaenol mewn dylunio anwythyddion ymestynnol gan ymchwilwyr ym Mhrifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Tsieina yn mynd i'r afael â rhwystr hollbwysig mewn dyfeisiau gwisgadwy clyfar: cynnal perfformiad anwythol cyson yn ystod symudiad. Wedi'i gyhoeddi yn Materials Today Physics, mae eu gwaith yn sefydlu cymhareb agwedd (AR) fel y paramedr pendant ar gyfer rheoli ymateb anwythol i straen mecanyddol.

Drwy optimeiddio gwerthoedd AR, peiriannodd y tîm goiliau planar a oedd yn cyflawni bron yn ddigyfnewidedd straen, gan ddangos llai nag 1% o newid anwythiad o dan ymestyniad o 50%. Mae'r sefydlogrwydd hwn yn galluogi trosglwyddo pŵer diwifr (WPT) dibynadwy a chyfathrebu NFC mewn cymwysiadau gwisgadwy deinamig. Ar yr un pryd, mae ffurfweddiadau AR uchel (AR>10) yn gweithredu fel synwyryddion straen hynod sensitif gyda datrysiad o 0.01%, sy'n ddelfrydol ar gyfer monitro ffisiolegol manwl gywir.

Swyddogaeth Ddeuol-Fodd Wedi'i Gwireddu:
1. Pŵer a Data Heb Gyfaddawd: Mae coiliau AR isel (AR=1.2) yn arddangos sefydlogrwydd eithriadol, gan gyfyngu drifft amledd mewn osgiliaduron LC i ddim ond 0.3% o dan straen o 50% – gan berfformio'n sylweddol well na dyluniadau confensiynol. Mae hyn yn sicrhau effeithlonrwydd WPT cyson (>85% ar bellter o 3cm) a signalau NFC cadarn (amrywiad <2dB), sy'n hanfodol ar gyfer mewnblaniadau meddygol a dyfeisiau gwisgadwy sydd wedi'u cysylltu'n gyson.
2. Synhwyro Gradd Glinigol: Mae coiliau AR uchel (AR=10.5) yn gwasanaethu fel synwyryddion manwl gyda chroes-sensitifrwydd lleiaf i dymheredd (25-45°C) neu bwysau. Mae araeau integredig yn galluogi olrhain biomecaneg gymhleth mewn amser real, gan gynnwys cinemateg bysedd, grym gafael (datrysiad 0.1N), a chanfod cryndod patholegol yn gynnar (e.e., clefyd Parkinson ar 4-7Hz).

Integreiddio System ac Effaith:
Mae'r anwythyddion rhaglenadwy hyn yn datrys y cyfaddawd hanesyddol rhwng sefydlogrwydd a sensitifrwydd mewn electroneg ymestynnol. Mae eu synergedd â modiwlau gwefru diwifr safon Qi bach a diogelwch cylched uwch (e.e., ffiwsiau ailosodadwy, ICs eFuse) yn optimeiddio effeithlonrwydd (>75%) a diogelwch mewn gwefrwyr gwisgadwy cyfyngedig o ran lle. Mae'r fframwaith hwn sy'n cael ei yrru gan realiti estynedig yn darparu methodoleg ddylunio gyffredinol ar gyfer ymgorffori systemau anwythol cadarn mewn swbstradau elastig.

Llwybr Ymlaen:
Ynghyd â thechnolegau sy'n dod i'r amlwg fel nanogeneraduron triboelectrig y gellir eu hymestyn yn gynhenid, mae'r coiliau hyn yn cyflymu datblygiad dyfeisiau gwisgadwy gradd feddygol sy'n gallu pweru eu hunain. Mae llwyfannau o'r fath yn addo monitro ffisiolegol parhaus a dibynadwyedd uchel ynghyd â chyfathrebu diwifr diysgog - gan ddileu dibyniaeth ar gydrannau anhyblyg. Mae amserlenni defnyddio tecstilau clyfar uwch, rhyngwynebau AR/VR, a systemau rheoli clefydau cronig yn cael eu byrhau'n sylweddol.

“Mae’r gwaith hwn yn trawsnewid electroneg wisgadwy o gyfaddawd i synergedd,” meddai’r prif ymchwilydd. “Rydym bellach yn cyflawni synhwyro o safon labordy a dibynadwyedd o safon filwrol ar yr un pryd mewn llwyfannau sy’n wirioneddol gydymffurfiol â’r croen.”