基于双模超材料纺织品的无电池无线人体传感器网络

《Nature Communications》：Metamaterial-enabled battery-free wireless sensor networks for unencumbered human-machine interactions

　　无线人体传感器网络有望实现不受束缚的人机交互，从而推动机器人、辅助医疗和沉浸式计算领域的发展。然而，体积笨重的电池和低效的无线通信始终制约着其广泛普及。本文报道了一种基于双模超材料纺织品实现的无电池无线人体传感器网络，可支持连续且无感的人机交互。该纺织品通过数码刺绣液态金属纤维，构建了覆盖整个人体区域的超宽带电磁通道，可同时实现高效的近场功率传输和蓝牙通信。与传统近场服装相比，该架构将数据吞吐量提升了37.8倍，并将无线功率传输效率提高了一倍。穿着该超材料集成服装后，支持NFC的智能手机可作为中枢，为分布式的无电池人机界面传感器无线供能并采集多模态信号。我们证明，该无电池人体传感器网络在运动状态下依然稳定可靠，并能在机器人控制、虚拟现实和人体数字孪生等场景中实现直观且无束缚的交互体验。