广东工业大学《JMCC》:基于石墨烯/凯夫拉的柔性传感器智能手套,用于乒乓球动作识别与训练

研究以聚酰亚胺/针织凯夫拉(PI/Kevlar)复合织物为基底,通过激光直写技术在PI/Kevlar表面原位制备多孔激光诱导石墨烯(LIG),构建了高性能柔性压阻传感器。

广东工业大学《JMCC》:基于石墨烯/凯夫拉的柔性传感器智能手套,用于乒乓球动作识别与训练

可穿戴柔性传感器在运动分析、人机交互和健康监测等领域具有重要意义。然而,现有柔性传感器在灵敏度、耐用性与智能化集成方面仍存在不足,难以满足复杂运动场景下高精度动作识别的需求。本文,广东工业大学物理与光电工程学院唐振华副教授等在《Journal of Materials Chemistry C》期刊发表题为”A Wearable and Flexible Sensor Based on Laser-Induced Graphene/Kevlar as a Smart Glove for Table Tennis Gesture Recognition and Training”的研究论文。研究以聚酰亚胺/针织凯夫拉(PI/Kevlar)复合织物为基底,通过激光直写技术在PI/Kevlar表面原位制备多孔激光诱导石墨烯(LIG),构建了高性能柔性压阻传感器。

该LIG(PI)/Kevlar传感器展现出高达1.4 kPa⁻¹的压阻灵敏度和47.83的应变因子(GF),并在1000次以上循环中保持稳定输出。更为重要的是,研究将该传感器集成于智能手套系统,结合一维卷积神经网络(1D-CNN),实现了四种乒乓球基本动作(正手攻球、反手推挡、正手搓球、反手搓球)的高精度识别,平均识别准确率达92.5%,为运动训练的定量分析与技能评估提供了全新工具。

本研究提出了一种基于激光诱导石墨烯/凯夫拉(LIG/Kevlar)的高性能柔性传感器,通过CO₂激光直写技术在PI/Kevlar复合织物上原位构建三维多孔石墨烯网络,实现了优异的压阻灵敏度和机械稳定性。研究将该传感器集成于智能手套系统,结合1D-CNN深度学习算法,成功实现了乒乓球四种基本动作的高精度识别(92.5%),为运动训练的定量分析与技术优化提供了智能化的全新解决方案。

文献:https://doi.org/10.1039/D5TC04555J

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