实时监测人体状态对人体健康至关重要，但这类监测设备成本高且不够轻便，往往用于医院的重症监护病房中。这类技术如果可以应用到可穿戴设备上，那么就可以实现在日常生活中实时监测人体的健康状况，如用于帮助提醒疲惫的人休息，辅助开发健身游戏和其他娱乐项目，辅助评估运动训练强度等。柔性传感器增强了在日常生活中持续健康监测的可能性，但这要求柔性传感器重量轻、与皮肤兼容、足够敏感、易于集成，并且能够连续监测多种不同的生命指标。然而，将不同类型的传感器集成到与人类皮肤兼容的可穿戴设备中仍然是一个挑战。

五邑大学柔性传感材料与器件研究开发中心罗坚义教授课题组报道了一种简单、低成本的柔性集成传感器。该传感器将不同长度的两根碳纤维固定在柔性印刷电路板（FPCB）上，其中长碳纤维作为温度传感器，两根碳纤维相互交叠的交叉结作为应力传感器，从而实现可同时检测温度和应力的集成传感器（图1）。

▲图1 集成了温度和应力传感特性的柔性传感器的结构和性能。

这种简单、灵活的传感器不仅可以实时监测皮肤温度变化，还可以提取人体多个部位的大多数脉搏波，包括静脉波。为了实现中医脉诊脉冲的可视化，课题组设计了一种带有三个柔性传感器的脉诊手套来模拟中医脉诊。此外，研究人员设计了带有四个柔性传感器的可穿戴设备，将传感器分别固定在人体不同部位(颈部、胸部、腋窝、指尖)，同时监测体温、颈动脉脉搏、指尖动脉脉搏、呼吸频率，成功提取了四个重要的生理指标——体温 (BT)、血压(BP)、心率(HR)和呼吸频率(RR)，并对其进行分析，以识别运动、兴奋、疲劳、愤怒和恐惧等不同身体状态。（图2，图3）

▲图2 柔性传感器用于记录人体不同穴位的脉搏波

▲图3 人体状态监测

该工作提出了一种多功能的低成本柔性集成传感器，通过将不同长度的碳纤维固定在柔性印刷电路板上，利用简单的结构设计实现对温度和应力的检测。该传感器可以实时监测皮肤温度的变化，还可以提取人体多个部位的脉搏波，为用于人体健康监测的柔性可穿戴传感设备提供了一种简单、低成本的制备方法。

以上成果以“Identifying human body states by using a flexible integrated sensor”为题发表在柔性电子领域国际顶刊Nature合作期刊npj Flexible Electronics上，文章的第一作者是五邑大学应用物理与材料学院2020届硕士研究生金瑛，通讯作者为五邑大学罗坚义教授。

文献及DOI：

Identifying human body states by using a flexible integrated sensor.

DOI：10.1038/s41528-020-00090-9.