香港大學(xué)研發(fā)可伸縮有機電化學(xué)晶體管 開啟穿戴科技新紀(jì)元

根據(jù).embedded.com 的報道，香港大學(xué)研究團(tuán)隊在穿戴式科技領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，成功研發(fā)出可伸縮的有機電化學(xué)晶體管（OECTs）。 這項創(chuàng)新技術(shù)結(jié)合了彈性、微型化和實時計算能力，有望徹底改變可穿戴設(shè)備的舒適性和功能性。 傳統(tǒng)穿戴式裝置的剛性電子元件限制了其應(yīng)用范圍，而港大團(tuán)隊開發(fā)的OECTs采用柔性碳基材料，使其能夠延展、彎曲并貼合人體皮膚，即使在潮濕或潮濕的環(huán)境下也能有效運作。 這種可伸縮性不僅提高了可穿戴設(shè)備的舒適度，也使其能夠適應(yīng)各種運動和活動，包括劇烈的體力活動、水上運動和危險的工作環(huán)境。

OECTs的模塊化設(shè)計實現(xiàn)了高度的定制和可擴(kuò)展性，能夠滿足從醫(yī)療監(jiān)測到健身跟蹤等多樣化的需求。 更重要的是，港大團(tuán)隊將人工智能和機器學(xué)習(xí)能力嵌入到這些晶體管中，實現(xiàn)了設(shè)備上的實時運算（邊緣運算）。

這意味著可穿戴設(shè)備能夠直接在用戶手腕或手臂上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和決策，無需依賴云服務(wù)器，從而降低了延遲、增強了隱私，并節(jié)省了能源。 透過消除數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠垦b置或云端的需求，這些晶體管顯著延長了電池壽命，使可穿戴設(shè)備更實用。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，研究團(tuán)隊克服了多項技術(shù)挑戰(zhàn)，包括如何獲取高質(zhì)量的健康數(shù)據(jù)、最大限度地減少運動偽影，以及如何定制算法以實現(xiàn)最佳運算效率。 他們利用OECTs捕捉高質(zhì)量的肌肉肌電圖信號，開發(fā)可伸縮的OECTs來減輕運動偽影，并實施存儲池運算（一種節(jié)能的AI算法）進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)訓(xùn)練。

研究團(tuán)隊采用高分辨率噴墨印刷技術(shù)，成功制造出他們的可伸縮電晶體，并將其整合到與智能手表兼容的傳感器內(nèi)運算模組中。 初步測試顯示，該模塊在預(yù)測用戶手勢方面的準(zhǔn)確率高達(dá)90%。

基于OECT的可穿戴設(shè)備在醫(yī)療保健領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 它們能夠?qū)崟r追蹤心率、血氧水平、肌肉活動等生命體征，為早期診斷和及時干預(yù)提供寶貴的數(shù)據(jù)。 對于糖尿病或心臟病等慢性疾病患者，這些設(shè)備能夠提供持續(xù)的監(jiān)測和實時的警報，從而改善他們的健康管理。

此外，OECT可穿戴設(shè)備還能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)，例如自動調(diào)整胰島素劑量的胰島素泵，或根據(jù)疼痛程度自動提供藥物的疼痛管理裝置。 在遠(yuǎn)程醫(yī)療環(huán)境中，這些設(shè)備能夠彌補醫(yī)療資源不足的缺口，使患者能夠在家中獲得高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)。

除了醫(yī)療保健領(lǐng)域，OECT可穿戴設(shè)備在運動健身、工業(yè)安全、游戲娛樂和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。 在運動健身方面，它們能夠幫助運動員優(yōu)化訓(xùn)練方案，提高運動表現(xiàn)，預(yù)防運動損傷。 在工業(yè)安全方面，它們能夠監(jiān)測工人的生理狀況，預(yù)防工傷事故。 在游戲娛樂方面，它們能夠提供更真實、更沉浸式的游戲體驗。 在環(huán)境監(jiān)測方面，它們能夠?qū)崟r監(jiān)測空氣質(zhì)量、溫度等環(huán)境參數(shù)，為智慧城市建設(shè)和生態(tài)研究提供數(shù)據(jù)支持。