Customizable and self-adaptive tattoo-like wearable strain sensor for human-machine interface
Notice bibliographique
Résumé
• The sensor’s silly putty-inspired viscoelasticity allows it to conform to body shapes without adhesives, offering better adaptability than traditional strain sensors. • A developed sensor offering customizability, self-adaptability, longevity, moldability, self-healability, and recyclability. • Direct ink writing (DIW) can achieve complex, targeted sensor designs that can be transfer-printed onto the skin in a tattoo-like fashion . • The modular DIW sensor can be printed in general-purpose configurations and assembled for versatile customization. Flexible strain sensors have seen significant development for applications in human–machine interfaces (HMI), soft robotics, and wearable electronics. However, issues like conformability, reusability, customizability, and long-term stretchability remain. This paper introduces a customizable, self-adaptive, and biocompatible wearable strain sensor made from polyvinyl alcohol (PVA), silk fibroin (SF), and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) for wearable motion sensing. Inspired by the viscoelastic behaviour of Silly Putty TM , we incorporated hygroscopic calcium chloride (CaCl 2 ) to allow the sensor to absorb ambient moisture and adapt to any arbitrary surface geometries while maintaining its stretchability and sensitivity without needing adhesives. Using direct ink writing (DIW), desirable sensor geometries can be created for targeted on-body strain monitoring. A computational method is applied to identify the printing pressure and temperature ranges for optimal printability. Further, the developed sensors can be applied in a tattoo-like fashion that can be directly transfer-printed onto a suitable surface. Cyclic loading, high strain loading, and finite element analysis validated ideal conformability between the tattoo sensor and the body surface. Additionally, it is demonstrated that the developed sensor can be printed in a modular configuration, such as multiple single-line patterns. These patterns can then be assembled and personalized based on the user’s anatomy, the direction of movement, and specific functional requirements. This flexibility allows the sensor to be tailored to each application, considering all limitations and necessities, making it highly customizable. The PVA-SF-MWCNT sensor further offers exceptional longevity, self-healability, and reusability to accommodate unique wearable HMI application needs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».