基于折纸立方体结构的自供电摩擦电矢量传感器实现高效人机交互

为解决刚性传感器多点连接导致多方向信号传输布线复杂的问题，来自国内的研究团队创新性地开发了一种基于折纸立方体(kirigami cube)结构的自供电摩擦电矢量传感器。该传感器通过单通道输出即可实现多方向力-电信号转换，具有48 ms快速响应和0.2 N高分辨率特性，结合机器学习算法实现99.38%的多方向运动识别准确率，为人机交互(HMI)提供了新型智能传感解决方案。

　　

在人工智能飞速发展的时代背景下，传感器作为人机交互(Human-Machine Interaction, HMI)的核心媒介面临重大技术挑战。传统刚性传感器需要复杂的点对点布线来实现多方向信号传输。这项突破性研究巧妙利用具有负泊松比特性的折纸立方体(kirigami cube)结构，开发出革命性的自供电摩擦电纳米发电机(Triboelectric Nanogenerator, TENG)矢量传感器。

该传感器通过精妙的立体结构设计，仅需单通道输出就能将多维作用力转化为电信号。经过材料和结构优化后展现出卓越性能：48毫秒的超快响应速度、0.2牛顿的精细分辨率，以及出色的结构自恢复能力。研究团队创新性地引入机器学习算法，通过梯度识别方法实现对单通道信号的实时解码，在多方向运动识别中达到99.38%的惊人准确率，同时有效抑制了基线漂移的干扰。

这项技术在智能操纵杆和指尖触觉传感等HMI应用中展现出巨大潜力。其独特的折纸立方体设计不仅为先进的多模态传感系统提供了新思路，更通过仅需两根导线的极简布线方案，为人机交互领域带来了颠覆性的技术革新。