呼吸是支持人類生命活動的重要過程。呼吸頻率和深度是反映運動強度的關(guān)鍵指標(biāo)，呼吸模式與心肺功能相關(guān)。呼吸檢測可以實時了解運動者的身體狀態(tài)，避免過度運動或運動不足，還可以評估運動者的心肺健康狀況，為制定個性化運動計劃提供依據(jù)。但是，傳統(tǒng)的濕度傳感器受限于其結(jié)構(gòu)和材料，存在靈敏度不高等不足。當(dāng)前，多種應(yīng)用于呼吸檢測的濕度傳感器依靠信號頻率差異來分辨呼吸狀態(tài)，這限制了它們識別更多行為種類的能力。
為解決上述問題，該研究開發(fā)出納米森林濕度傳感器，利用納米森林的大表面積、高孔隙率和超親水特點，使?jié)穸葌鞲衅骶邆漤憫?yīng)呼出氣體中微弱濕度變化的能力。同時，器件內(nèi)置加熱電阻/熱敏電阻，可為傳感器提供適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?，并可實時監(jiān)測呼吸氣流溫度，且通過溫度補償使響應(yīng)更為準(zhǔn)確。進(jìn)一步，研究基于這一新型濕度傳感器，并結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建出運動識別智能系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對9種不同運動狀態(tài)的高準(zhǔn)確率識別。
這一工作展現(xiàn)出納米森林濕度傳感器的應(yīng)用潛力，為智能可穿戴設(shè)備和健康監(jiān)測等技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展提供了新的技術(shù)方案。
近期，相關(guān)研究成果以An intelligent humidity sensing system for human behavior recognition為題，發(fā)表在《微系統(tǒng)與納米工程》(Microsystems & Nanoengineering上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會會員項目等的支持。
納米森林濕度傳感器及其運動識別智能應(yīng)用
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