例如，它们可以用于膝盖植入物中，以测量植入物对关节施加的力。具有感知这些力的变化的能力可以用于监测植入物的适合程度以及磨损情况。力贴也可以贴在仓库包装的底部，以测量其内容物的重量，作为检查库存的微型秤。
加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的电气和计算机工程教授迪内什·巴拉迪亚说:“这些力贴可以使技术更加智能、互动和直观。”“人类天生具有感知力的能力。这使我们能够与周围环境无缝互动，并使临床医生能够进行精细的外科手术。为电子设备和医疗植入物提供这种力感应能力可能会改变许多行业的游戏规则。”
巴拉迪亚领导的一个团队将在10月8日至12日在墨西哥坎昆举行的UbiComp 2023会议上展示这种新的力量贴纸。这项研究发表在3月份的美国计算机协会会议文集《互动、移动、可穿戴和无处不在的技术》上。
力贴主要由两个部分组成。一种是只有几毫米厚，大约一粒米大小的微型电容器。另一个组件是射频识别(RFID)贴纸，它是一种功能类似条形码的设备，可以使用无线电信号进行无线读取。研究人员发现了一种巧妙的方法，将这两个组件集成在一起，这样他们就可以测量物体施加的力，并将该信息无线传输到RFID读取器。
电容器是由夹在两个导电铜带之间的软聚合物片制成的。当施加外力时，聚合物压缩，将铜条拉得更近，从而增加电容器中的电荷。
研究人员表示，由于施加的力而增加的电荷是关键，因为它会使RFID贴纸传输的信号发生变化。RFID读取器远程测量这些变化，并将其转换为施加力的特定大小。这种在RFID信号中产生变化的特殊技术使力贴纸内的组件能够小型化。相比之下，以前制造RFID信号变化的方法需要的元件尺寸要大一千倍。
同时，RFID贴纸通过一种被称为反向散射的技术传输无线电信号，以极低的功耗运行。它从射频识别阅读器接收传入的无线电信号，通过电容器感应的电变化修改信号，然后将修改后的信号反射回阅读器，阅读器解码并将其转化为施加的力。
其结果是，力贴运行基本上没有电力。该研究的第一作者、巴拉迪亚实验室的电气和计算机工程博士生阿格里姆·古普塔(Agrim Gupta)说:“设计非常简单，电子设备最少。”
另一个设计特点是电容器可以定制各种力范围。通过用更软或更硬的聚合物层代替聚合物层，电容器可以分别测量更小或更大的力。
为了证明这一点，研究人员制作并测试了两种类型的力贴。在一个贴纸中，电容器由超软聚合物制成，用于测量较小的力，使其适合用于模型膝关节的实验。放置在关节内，当研究人员推动关节时，力贴纸精确地测量了不同的施加力。在第二种贴纸中，电容器由更硬的聚合物构成，在仓库包装实验中进行了测试。它被固定在盒子的底部，可以精确地测量放置在盒子里不同数量物体的重量。
在测试中，这种力贴非常耐用。它们经受住了一万多次的压力，并始终保持准确。此外，研究人员指出，它们的制造成本很低，每张贴纸的成本不到2美元。
古普塔说:“如果我们能将这项技术商业化，我们可以想象，在未来，一盒这样的产品可以像一盒创可贴一样便宜地出售。”
然而，值得注意的是一个限制:这些力贴纸需要一个静态的环境才能有效地发挥作用，而不是在高度动态的环境中发挥最佳作用。研究人员正在积极解决这个问题，因为他们寻求进一步改进技术。
展望未来，研究人员的目标是使智能手机可以读取力贴纸，这将消除对RFID读取器的需求。
更多信息:Agrim Gupta等人，ForceSticker, ACM会议论文集，互动，移动，可穿戴和无处不在的技术(2023)。引文:无线，无电池电子“贴纸”测量触摸物体之间的力(2023年，10月10日)检索自2023年10月10日https://techxploretgd/news/2023-10-wireless-battery-free-electronic-stickers-gauge.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
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