△(从左起)高丽大学世宗校区控制计测工程学科安俊成(音)教授、KAIST机械工程学科朴仁圭(音)教授、KAIST博士生安智贤(音)
刊登于国际材料科学领域权威期刊《Advanced Functional Materials》
(影响因子18.5,JCR4.1%),并被选为 Inside Back Cover(内封底)文章
高丽大学世宗校区(副校长金荣)控制计测工程学科的安俊成(音)教授,与KAIST机械工程学科的朴仁圭(音)教授及博士生安智贤(音)组成的研究团队,成功开发出一种贴附于皮肤的动作传感器,可大幅提升虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术带来的沉浸感。
此研究成果已刊登于国际材料科学权威期刊《Advanced Functional Materials》(影响因子18.5,JCR4.1%),并被选为该期刊的“内封底(Inside Back Cover)”文章。
研究团队开发的传感器名为SCMF(Skin-Conformal Motion monitoring Film,贴身式动作监测薄膜型传感器)。该技术能够在VR/AR环境中更精准地追踪用户身体动作,从而极大地提升沉浸感。传感器基于电容感应原理,能够感知关节的弯曲和肌肉的伸缩,有效克服了以摄像头为基础的传统追踪方式中存在的光照变化与视野遮挡等问题。
△沉浸式VR/AR传感器研究概要图
研究亮点还包括其卓越的粘附力。团队采用Polyethylenimine Ethoxylated(PEIE)作为粘附层,并在弹性体表面形成微褶皱结构,使粘附力提升5.3倍,达0.0218 N/mm。这项技术使得传感器即便在使用者出汗、灰尘或反复使用等环境下,也能稳定粘附并测量人体发出的信号。
该传感器可贴附于手指、肘部、肩膀等上肢关键部位,实时监测运动姿态与手部微动作。研究团队实际构建了一个系统,在VR环境中区分棒球投手的投球类型,在AR环境中则与智能手机联动,成功实现了健身姿势的实时分析与反馈。该系统通过1D和2D卷积神经网络(CNN)算法,实现了高达99%的识别准确率。
安俊成(音)教授与朴仁圭(音)教授表示:“这是有机整合从材料开发到深度学习算法及沉浸式系统等一系列技术的成果”,并补充道,“不仅在技术上具有意义,还是我们导师、学生与家人共同协作的结晶,对我个人而言意义也非常深远。”
该研究由第一通讯作者安俊成(音)教授、共同通讯作者(音)朴仁圭教授,以及博士生安智贤(音)(安教授之弟)合作完成,体现了家族间亦师亦友的合作关系。安俊成(音)教授曾是朴教授的学生,安智贤(音)博士生目前正在朴教授指导下攻读博士。
本研究得到了科学技术信息通信部的支持,项目包括:韩国研究财团中坚研究者支援项目(2021R1A2C3008742)优秀新进研究者支援项目(RS-2025-00523026)工业通商资源部与韩国产业技术评价院(KEIT)的 Alchemist 项目(1415179744, 20019169)“用于自由形状高集成度融合传感器的柔性张力混合传感平台技术开发”项目(RS-2022-00154781)。
高丽大学世宗校区宣传集资部
翻译:段菲