柔性集成器件与传感感知
清华大学教授冯雪在演讲中提出,世界卫生组织在《21世纪的挑战》报告中强调:“21世纪的医学,不应该继续以疾病为主要领域,应当以人的健康作为医学的主要发展方向。”通过这种模式的转变,人们需要可与人体及其组织集成的器件,动态实时监测生理信息,并通过无线网络发送至医疗专家获得相应的指导与帮助。这对器件提出了严格的要求:(1)人体及其组织大多是非可展曲面,实现器件与人体的紧密贴合及不影响日常活动,则器件必须具备可延展柔性特点;(2)生命体征信号一般比较微弱,实现高效、实时动态地感知、处理和无线传输生理信息等功能,则器件必须具备高性能。并且通过力学设计实现无机器件的可延展柔性,并可与生物组织集成;基于界面断裂与粘附发展无机器件的转印与集成方法,器件可拉伸变形50%以上;将器件与人体贴合测量了温度、脉搏、呼吸等参数;改柔性传感器件可用于周围环境的传感感知等。
柔性电子电流体喷印制造
华中科技大学黄永安教授在柔性电子电流体喷印制造的演讲针对柔性电子大面积、批量化、低成本制造需求,提出大面积微纳结构图案化、柔性混合电子器件系统集成等新型跨尺度制造技术。指出了电流体动力喷印工艺,可以实现按需喷印、纤维直写和雾化制膜,分别用于制备点、线、面等结构。相对于传统喷墨打印工艺,分辨率提高了1-2个数量级,溶液粘度提高2-3个数量级,为利用有机/聚合物材料制备高性能电子器件提供了支撑。并重点讨论了电流体鞭动直写工艺、建立电流体鞭动行为的力学模型、得到鞭动行为的临界条件等议题。
以“互联网+”为主体的信息社会中,无所不在的传感与无所不在的显示将成为信息获取与信息传递的主要基石。
中科院苏州纳米所的崔铮博士综合介绍柔性与印刷电子技术的基本特征与能力,并介绍国内在未来以“互联网+”为主体的信息社会中,无所不在的传感与无所不在的显示将成为信息获取与信息传递的主要基石。在传感技术方面,2013年国际上提出了“万亿传感器社会”的概念。据估计,由于物联网的发展,全球到2023年对各类传感器的需求将超过1万亿个。在信息显示技术方面,未来的显示方式将远远超出现在的平板显示形式,将向极大、极小、柔性化、可穿戴等方向发展。未来适应上述发展,电子制造技术将向柔性制造与印刷制造方向扩展。在传感器制造方面,印刷可以提供低成本、批量化与个性化的制造能力。在显示器件制造方面,印刷同样可以提供低成本、柔性化的制造能力。柔性电子与印刷电子已经展现出与传统硅基微电子不同的一系列特性,为未来信息感知欲信息交互提供了更多的可能。
混合智能的发展方向
浙江大学的李石坚教授演讲中提到随着各种测量大脑活动与行为的新技术、新手段的出现,脑科学研究得到了快速发展,脑科学与信息技术的深度结合正成为未来发展的重要趋势与研究热点。并拟从信息、系统和智能等视角对生物智能与机器智能的融合进行思考。
自然界中,生物与生俱来的柔性使其可以高效、和谐地与外界进行各种交互与作用。具备“柔性”特征的机器人不仅能像生物体一样改变自身的形状、运动与材料特性,更具备类人的柔性感知与互动,进而安全、高效地与人进行交互。作为一项新的交叉研究,柔性体机器人结合了脑机融合、柔性电子、仿生力学与生物学、智能高分子材料、人工智能、微纳米力学加工与测量,多材料3D打印等前沿科学技术。柔性体机器人的驱动与传感相关基础研究逐步引起世界著名高校如美国哈佛大学,麻省理工学院等的高度重视。2012年到2015年期间,国际顶级期刊Science与Nature已刊登了6篇关于仿生软体机器人的研究性论文。
迄今为止,针对柔性体机器人的感知,以及人与机器人的柔性交互方面,国际上尚鲜见报道。因此,本次研讨会聚集该主题涉及的各研究方向的专家学者针对这一主题进行交流讨论,碰撞出学科交叉的火花。研讨会内容包括了柔性电子集成器件与传感,生物材料与智能材料驱动,软体机器人与智能控制等新理论与新关键技术,专家们也热烈讨论了具备柔性感知与柔性交互机器人在未来的军用、工业、医疗等多个领域的应用前景。本次研讨会成功举行一方面为国内专家学者提供平台,交流重大工程需求及最新学术发展;另一方面,促进信息领域脑机融合、普适计算及柔性电子等方向与机器人的深入结合,为基础研究以及国家重大工程的建设发挥重要作用。