該生物傳感器由澳大利亞悉尼科技大學(UTS)工程和信息技術學院的弗朗西斯卡-雅科皮教授和她的團隊開發(fā),它附著在面部和頭部的皮膚上,以檢測由大腦發(fā)出的電信號。這些信號然后可以轉化為控制自主機器人系統(tǒng)的命令。
本月在《神經工程學雜志》上發(fā)表了對該生物傳感器的研究。該傳感器由外延石墨烯制成--基本上是多層非常薄、非常堅固的碳--直接生長在硅碳化物-硅基底上。其結果是一種高度可擴展的新型傳感技術,克服了基于石墨烯的生物傳感的三個主要挑戰(zhàn):腐蝕、耐久性和皮膚接觸阻力。更多信息請參見IDTechEx關于侵入性和非侵入性神經接口的報告。2018-2028年的預測和應用。
Iacopi教授說:"我們已經能夠將石墨烯的優(yōu)點與硅技術的優(yōu)點結合起來,石墨烯具有很好的生物相容性和很好的導電性,這使得我們的生物傳感器具有很強的彈性和堅固的使用性。"
石墨烯是一種經常用于開發(fā)生物傳感器的納米材料。然而,迄今為止,這些產品中有許多是作為一次性應用開發(fā)的,并且由于接觸到汗水和皮膚上其他形式的水分而容易分層。相比之下,UTS生物傳感器可以長期使用并多次重復使用,甚至在高鹽水環(huán)境中也是如此--這是一個前所未有的結果。
此外,該傳感器已被證明能極大地減少所謂的皮膚接觸電阻,即傳感器和皮膚之間的非最佳接觸阻礙了對來自大腦的電信號的檢測。
Iacopi教授說:"有了我們的傳感器,當傳感器坐在皮膚上時,接觸電阻就會改善。"隨著時間的推移,我們能夠實現(xiàn)初始接觸電阻的75%以上的減少。這意味著由大腦發(fā)出的電信號可以被可靠地收集,然后被大幅放大,而且傳感器也可以在惡劣的條件下可靠地使用,從而提高了它們在腦機接口中的使用潛力。"
這項研究構成了一個更大的合作的一部分,以研究腦電波如何被用于指揮和控制自動駕駛汽車。這項工作是Iacopi教授和UTS杰出教授Chin-Teng Lin之間的合作,Iacopi教授因其在納米技術和電子材料方面的工作而享有國際聲譽,Chin-Teng Lin是腦機接口方面的領先研究人員。它得到了該國國防創(chuàng)新中心120萬美元的資助。
如果研究成功,該研究將產生小型化、定制化的石墨烯基傳感器,有可能應用于國防環(huán)境和其他領域。
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