柔性可穿戴設(shè)備在運(yùn)動(dòng)、健康、醫(yī)療等方面有著重要的發(fā)展前景，是當(dāng)前國(guó)際研究熱點(diǎn)。在人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)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(duì)于適用于柔性可穿戴設(shè)備的監(jiān)測(cè)拉/壓變形的柔性傳感器，已經(jīng)有很多相關(guān)研究；但對(duì)于彎曲變形（曲率或彎曲角度）監(jiān)測(cè)，之前主要有兩類方法：1）采用應(yīng)變傳感器替代，如圖1a所示，這種方式要求傳感器與人體完美粘合，一旦產(chǎn)生滑動(dòng)，測(cè)量結(jié)果毫無(wú)意義，而這種粘合方式對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是難以接受的，所以不適用于實(shí)際的可穿戴設(shè)備；2）采用光學(xué)辦法，設(shè)備復(fù)雜，不具有便攜性，也不適用于可穿戴設(shè)備。

近日，中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā)，研制了適用于可穿戴設(shè)備的薄膜貼片式柔性曲率傳感器。該傳感器可以精確測(cè)量被測(cè)曲面的動(dòng)態(tài)彎曲曲率和彎曲角度，而且其彎曲測(cè)量結(jié)果不受拉伸變形的影響，所以在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不要求傳感器與被測(cè)曲面完美粘合，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(yīng)用于關(guān)節(jié)彎曲監(jiān)測(cè)、手勢(shì)識(shí)別、坐姿監(jiān)測(cè)等柔性智能穿戴設(shè)備，如圖2所示。

圖1（a）應(yīng)變傳感器與（b）曲率傳感器用于關(guān)節(jié)彎曲變形監(jiān)測(cè)的優(yōu)劣勢(shì)

圖2 曲率傳感器用于手勢(shì)識(shí)別和坐姿監(jiān)測(cè)

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)所為第一單位，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(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助和中科院先導(dǎo)項(xiàng)目（XDB22040501）的支持。