在过去的几十年里，人们对开发可穿戴式或贴片式电子产品产生了巨大的需求，这些电子产品可以置于人体皮肤上用于监测佩戴者的环境或健康状况。作为可穿戴设备的核心技术，人机交互体验、智能传感技术、柔性电子技术等都离不开传感技术的发展。

可变形压力传感器作为核心部件，当放置在可弯曲甚至可拉伸的表面上时，能灵敏的检测出静态或动态压力。可变形压力传感器应用领域广泛，如电子皮肤 （e-skin) ，人机交互界面，仿生假肢和软机器人等。 但是，由于传感器固有的局限性，使用传统技术制造可变形且不影响压力探测的传感器仍然很困难。

可穿戴设备出货量平稳增长

得益于可穿戴设备种类的增加、产品技术的渐趋成熟、用户体验的提升和价格的下降等多重因素，近年来可穿戴设备概念持续火热。

从可穿戴设备主要厂商来看，近两年来，出货量TOP5公司纷纷推出了新的可穿戴产品，各公司的产品由于使用的传感器类型不同而具有不同的用途和特点，产品售价则受功能、续航能力、产品性能、品牌等多维度的影响。目前，这些企业的研发方向则侧重于电池技术、数据存储技术、可穿戴医疗产品、人工智能、多功能集成等方面。未来可穿戴设备还将集成更多的传感技术和功能、外观设计也将更加美观、续航能力更加持久。

受物联网热潮的强势带动，全球传感器市场高速增长。在我国传感器市场的应用结构中，可穿戴设备相关领域的市场份额约占20%。在中国可穿戴设备产品产量增长的保障下，相关传感器例如加速度传感器、温湿度传感器和生物传感器等占据了较大的市场份额。随着物联网技术的不断提升，未来图像传感器、距离传感器、生物传感器等产品的市场份额将会进一步提升。

目前，智能定位、移动支付等技术已经广泛出现在可穿戴设备中，但可穿戴设备后续的技术发展，也是用户一直在关注的。可穿戴设备的市场规模与细分产品的市场份额均受消费者的使用与购买意愿的影响，产品便捷性和功能性成为决定消费的主要因素，用户需求对可穿戴设备的发展提出了更高的要求。根据调查，用户关注的功能按重要性排列，依次包括：GPS跟踪、时间显示、设备找寻、感应充电、智能提醒、提醒来电、提醒闹钟、卡路里燃烧计算、睡眠监测、血压测量、计步器、疾病检测等方面。未来可穿戴传感器可向这些方面发展。

仿生学新突破，“鳄鱼皮肤”新型可拉伸传感器

近日，来自韩国的一个联合研究团队在该领域实现了新的突破，相关研究成果刊登在杂志《Small》的封面上。他们从鳄鱼皮肤独特的感觉器官中汲取灵感，开发出带有微型穹顶和褶皱结构的全向可拉伸的压力传感器。

鳄鱼是两亿多年前与恐龙同时代的最古老爬行动物，也是迄今生存着的最原始动物之一。鳄鱼是一种极为致命的捕食者，大部分时间都潜伏在水下，它们拥有非凡的感知微小波浪和探测猎物方位的能力。这种能力是通过他们皮肤上的极其复杂和敏感的感觉器官实现的。该器官由半球形的凸起结构组成，这些凸起结构重复排列，之间以褶皱连接。当鳄鱼移动身体时，褶皱展开变形，而感知压力的凸起结构则不受机械变形的影响，这使得鳄鱼在水下游泳或捕猎时对外界刺激保持异常的敏感性。

通过发明一种带有微小褶皱的半球状弹性聚合物(PDMS)结构，其中包括长短不一的纳米线，研究团队开发出一种高度可伸缩的压力传感器，成功模仿了鳄鱼感觉器官的结构和功能。该团队称这种新型传感器的性能优于目前可用的其他压力传感器。

因为对于其他类型的压力传感器而言，在受到机械变形时会丢失灵敏度，失去探测能力。但这种新型传感器得益于其表面细小的褶皱结构，传感器即使在受到显著变形的情况下也可以保持对压力的极高灵敏度。当施加外部机械力时，褶皱结构舒展开，减少了负责检测施加压力的半球区域结构的压力。测试结果表明，在一个方向上拉伸到100%或同时在两个不同方向上拉伸到50%时传感器仍能以极高的灵敏度正常工作。为了评估其性能，研究人员将传感器安装在塑料鳄鱼身上并将其浸入水中。有趣的是，安装的传感器也能够检测到微小水波，这成功复刻了鳄鱼感觉器官的感知能力！

这项研究具有很强的现实意义，这种可变形的压力传感器一旦产业化商业化，对于可穿戴领域的市场的冲击将会是颠覆性的！

未来可穿戴传感器技术发展趋势

随着越来越多以及越来越个性化的用户需求出现，可穿戴设备对传感器的发展提出了更高的要求。

首先，可穿戴传感器高度集成和多元化测量。集成更多传感器可以增加设备的功能，使其能够测量更多参数;此外，使用多个传感器，系统可以实现更高的精度，获取更多细节。

其次，更多的应用新材料，实现柔性可穿戴。由于人类身体构造的原因，可穿戴设备如何更好的贴合人类的肢体也是需要探索的方面。目前，柔性可穿戴传感器的常用材料包括柔性基底、金属材料、无机半导体材料和碳材料等。未来可穿戴设备的发展方向可能在于多材料功能融合、柔性功能材料、柔性器件机械耐用性等。

再者，可穿戴设备面临的一个重要挑战是功耗和供电。可穿戴设备两次充电之间的可用时间是影响用户体验与市场接受度的关键因素之一。因此，增加续航能力也成为可穿戴设备能否进一步普及的关键。

最后，未来可穿戴设备产业的发展需要更新应用点的刺激，用户对产品的深层次信息挖掘功能提出了新的要求。未来可穿戴设备将集成更广泛的生物传感器，如测量血氧量、血压和血糖水平的光谱传感器等。

文章来源： 一向非凡，中科爱好小达人