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壓力的沖浪
來源:薄膜壓力傳感器壓力分布 | 發(fā)布時(shí)間:2019/8/2 12:54:36 | 瀏覽次數(shù)：
有壓力的沖浪者 作者：Justin Cunningham出版日期：2016年6月10日 對(duì)這篇文章的評(píng)論 新興的可穿戴技術(shù)市場(chǎng)正迅速被健身帶、智能手表和智能耳機(jī)淹沒。這些設(shè)備可以收集你的各種信息，從你的步數(shù)到心率，再到你得到的睡眠量。 對(duì)于長期接觸身體的可穿戴設(shè)備，在特定點(diǎn)施加的壓力是首要考慮因素。太多和設(shè)備不舒服，但太少和讀數(shù)可能變得不準(zhǔn)確。然而，測(cè)量壓力可能很困難，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人往往對(duì)壓力變化更為敏感，而不是恒載。隨著設(shè)計(jì)越來越先進(jìn)，他們采用的傳感器技術(shù)也必須如此。 職業(yè)體育 毫不奇怪，可穿戴設(shè)備正逐漸受到運(yùn)動(dòng)員和運(yùn)動(dòng)科學(xué)家的歡迎，試圖獲得性能優(yōu)勢(shì)。布蘭登·拉森（Brandon Larson）是紅牛高績效團(tuán)隊(duì)的技術(shù)專家，他在這個(gè)領(lǐng)域有豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，并領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)項(xiàng)目來收集數(shù)據(jù)，并為一些優(yōu)秀的沖浪者提供見解。 最初的研究集中在確定沖浪者的腳的壓力如何轉(zhuǎn)移到?jīng)_浪板來控制它。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，高分辨率壓力圖被用于與“靴”內(nèi)底的傳感器相結(jié)合。捕捉到整個(gè)腳底壓力的細(xì)微變化被證明是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，因?yàn)楹＠瞬粩嗟貨_擊，加上沖浪者的腳所施加的各種力量。 此外，還需要壓力繪圖傳感器系統(tǒng)和相應(yīng)的電子設(shè)備來承受水、腐蝕、高濕度和一系列溫度。考慮到這些選擇，拉森選擇了電容式傳感技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)最近比電阻式傳感器有很多優(yōu)點(diǎn)。這包括更高的穩(wěn)定性、重復(fù)性和耐久性，以及測(cè)量極低壓力水平的準(zhǔn)確性。此外，傳感器不受濕度影響。 拉森最終選擇了電容式觸覺傳感系統(tǒng)（PPS）。電容式觸覺傳感器采用可壓縮介質(zhì)結(jié)構(gòu)隔開的兩個(gè)電極，當(dāng)施加壓力時(shí)，間隙減小，電容增大。與電阻技術(shù)不同，兩個(gè)電極永遠(yuǎn)不會(huì)接觸。因此，電容式傳感器即使承受多個(gè)重復(fù)負(fù)載，也不太容易磨損或失效。 使用電容式傳感器，可以使用精密的陣列測(cè)量壓力，該陣列測(cè)量數(shù)千個(gè)力點(diǎn)，然后用于創(chuàng)建高分辨率的“力圖”。然后，結(jié)合這一點(diǎn)，微型力傳感器測(cè)量在離散點(diǎn)的壓力，以幫助和關(guān)聯(lián)壓力數(shù)據(jù)。 PPS傳感器不需要手指或觸筆與單個(gè)電極交互。相反，由專有的可壓縮介質(zhì)矩陣隔開的兩個(gè)電極就像彈簧。 為了構(gòu)建觸覺陣列傳感器，PPS將電極排列成正交的重疊條。在電極重疊的每個(gè)點(diǎn)上形成一個(gè)不同的電容器。通過有選擇地掃描單列和單列，測(cè)量該位置的電容，從而測(cè)量局部壓力。 沖浪 在設(shè)計(jì)過程中，由于水對(duì)信號(hào)的干擾，使得車載無線數(shù)據(jù)采集變得非常困難。部署的系統(tǒng)稱為TactArray傳感器，具有多達(dá)8192個(gè)集成傳感元件，能夠測(cè)量0.01psi至700psi的壓力。 然而，它們并不是防水的，所以公司提供了護(hù)套來保護(hù)觸覺陣列。在這里，雙方的工程師也合作為數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)創(chuàng)造了一個(gè)小型的3D打印防水外殼。為了方便安置住房，研究小組在腳踝彎曲點(diǎn)下方創(chuàng)建了一個(gè)定制的口袋，這樣就不會(huì)干擾沖浪者的技術(shù)。 PPS傳感器系統(tǒng)由紅牛贊助的沖浪者在墨西哥的沖浪科技營進(jìn)行測(cè)試。該系統(tǒng)成功地捕捉和存儲(chǔ)了數(shù)小時(shí)的沖浪數(shù)據(jù)，為世界級(jí)的精英沖浪者如何使用腳來控制沖浪板提供了獨(dú)特的視角。 拉森設(shè)想下一步是將觸覺陣列傳感器嵌入沖浪板的甲板，以收集腳的壓力分布和位置。迄今為止，沖浪者腳的位置只能通過視頻進(jìn)行視覺評(píng)估。 紅牛高性能團(tuán)隊(duì)為這項(xiàng)技術(shù)考慮的其他應(yīng)用包括將其融入到翼服中，以更好地了解空氣動(dòng)力學(xué)皮膚上的氣流和氣壓分布；山地自行車賽車手套或手柄，以確定抓地力和制動(dòng)時(shí)間，以及irmness；和拉森說：“能夠在其中一些應(yīng)用程序中看到壓力信號(hào)是一種改變游戲規(guī)則的工具。” 不是為每個(gè)人 然而，電容式觸覺傳感器也有缺點(diǎn)。與電阻式傳感器一樣，它們也可能存在長期的負(fù)載問題。因?yàn)樗鼈兺ǔＪ怯霉鑿椥圆牧显O(shè)計(jì)的，所以這種材料會(huì)蠕變。這會(huì)導(dǎo)致傳感器輸出在一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生非常輕微的變化。在需要稱重傳感器穩(wěn)定性的應(yīng)用中，可以使用金屬屈肌來提高長期穩(wěn)定性。 由于其復(fù)雜的陣列結(jié)構(gòu)，它們也不是最快的。延遲不太可能影響大多數(shù)應(yīng)用程序，尤其是可穿戴設(shè)備，但您可能不想使用它來觸發(fā)安全氣囊。盡管電容式觸覺傳感器的成本在過去幾年中有所下降，但電阻式傳感器仍然明顯便宜。 太多的技術(shù)-太多的干擾 隨著技術(shù)越來越成為每個(gè)人生活的一部分，對(duì)技術(shù)和數(shù)字疲勞的抱怨也在增加。無論是個(gè)人還是公司，最大的抱怨之一就是他們的注意力都變得如此分散。有多重任務(wù)，但也有現(xiàn)代生活。數(shù)以百計(jì)的應(yīng)用程序、通知、電子郵件、更新、社交媒體、可穿戴設(shè)備和廣告：到處都是，都在乞求我們的關(guān)注。分心不僅僅是一個(gè)問題，對(duì)許多人來說，它是一種生活方式。因此，對(duì)于正在考慮解決方案的讀者，我們選擇了兩個(gè)選項(xiàng)。 第一個(gè)當(dāng)然是技術(shù)性的答案。福庫布拉斯創(chuàng)造了一個(gè)名為ReVibe的抗干擾樂隊(duì)。可穿戴的設(shè)計(jì)適用于所有年齡段，包括自閉癥和多動(dòng)癥患者。它使用一種專有的算法，通過使用手腕上不同級(jí)別的振動(dòng)，提醒用戶繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，或返回任務(wù)。該算法旨在確保佩戴者不習(xí)慣提醒，并開始忽略提醒。 不相信？好吧，也許第二個(gè)可穿戴的更合適，這一想法最初是由發(fā)明家雨果·格恩斯巴克在1925年提出的。他建議使用隔離頭盔來幫助提高注意力和集中度。頭盔會(huì)使佩戴者耳聾，給他們輸送氧氣，并將他們的視力限制在一個(gè)微小的水平裂縫上，這樣一次只能閱讀一行文字。 所以為什么不花一分鐘，分心，讓我們知道你的想法。用hashtag bringbacktheisolator或vibrofocusplease或imnot discenteded發(fā)tweet-us@eureka雜志
 
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