中国科学院化学研究所在印刷非接触式人机交互界面方面取得新进展

2025/2/18 11:14:47 14896: 来源：中国科学院化学研究所

摘要：团队基于仿生矿化策略，在玻璃基底上成功制备了大晶粒钙钛矿薄膜，并构建了集成钙钛矿光电探测器的智能眼镜系统，实现了基于眼球操控的人机交互展示。

　　【仪表网研发快讯】人类获取的信息70%以上来源于视觉，眼睛作为生物采集的关键感知器官之一，具有极高的研究价值。其中，眼动追踪传感器在无干扰、隐蔽监测人类视觉行为方面展现出巨大潜力。目前，大多数眼动追踪设备依赖复杂的传感系统，图像处理过程繁琐且设备体积较大；而基于隐形眼镜的侵入式方案虽然具备一定的便携性，但其测量精度有限，并可能引发异物引入的不适感。因此，探索一种高成本效益、操作便捷、高精度追踪眼球信号策略具有重要意义。

　　在国家自然科学基金委、科技部、中国科学院和北京分子科学国家研究中心的支持下，绿色印刷实验室宋延林/苏萌团队开展了可控印刷多维度、多功能微纳传感器件等方面的研究，取得了系列进展(Adv. Mater., 2018, 30, 1703963; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 14234; Adv. Mater., 2020, 32, 1907280; ACS Nano, 2022, 16, 10; Adv. Intell. Syst., 2023, 5, 2200307; Nat. Commun., 2023, 14, 1204; Adv. Mater. 2024, 36, 2404740)。

　　最近，该团队基于仿生矿化策略，在玻璃基底上成功制备了大晶粒钙钛矿薄膜，并构建了集成钙钛矿光电探测器的智能眼镜系统，实现了基于眼球操控的人机交互展示。该策略通过引入聚丙烯酸钠界面层，有效钝化了薄膜缺陷，促进高质量钙钛矿薄膜生长。基于此制备的钙钛矿光电传感器在500 Lux光照条件下，实现了接近300倍的开关比，并展现出高达22.09 A/W的光响应性能。他们进一步将高性能钙钛矿光电传感器阵列集成为可穿戴智能眼镜，通过卷积神经网络算法的优化，智能眼镜可以实现眼球运动的高精度识别。在角度分辨率5°测试条件下，识别准确率高达99.86%；对于9种不同指令，识别准确率达到99.08%。此外，操控者通过控制眼球轨迹操控模型汽车在复杂场景中的准确行进，展现了突出的人机交互能力。

　　相关研究成果近期发表在Advanced Materials (Adv. Mater. 2025, 2412329. DOI: 10.1002/adma.202412329)，第一作者是硕士生胡峪铭，通讯作者是宋延林研究员和苏萌研究员。