近日，我校材料學院宋國勇教授團隊在生物結構啟發的柔性可穿戴骨骼追蹤領域取得新進展，相關成果以“A liquid metal dynamic wetting strategy for spatiotemporal monitoring of hand movements”為題發表在國際知名期刊Nature Communications（IF=15.7，中國科學院一區Top）。
當前的手部追蹤技術常因遮擋、電磁干擾以及軟傳感器發出的模糊信號而出現精度不穩定的狀況，這些限制阻礙了高級人機交互中可靠的動作捕捉。農林作業環境復雜、目標多樣、地形不平整，對機械手的姿態感知和末端操作精度提出更高要求。為解決這些問題，本團隊利用天然生物獨特各向異性微納米結構，結合液態金屬，提出了一種基于動態潤濕的柔性可穿戴慣性骨骼追蹤（FWIST）系統。該系統在手部集成了16個FWIST單元，能夠實時高精度地捕捉手掌的俯仰/滾轉以及手指彎曲角度。它能精確地重建指尖和關節軌跡，提供全面的手部動作分析。在實驗室測試中，前饋神經網絡在小數據集上實現了近乎100%的手勢識別準確率，證明了該方法的潛力。FWIST方法在遠程操作、機器人編程、無人機控制以及沉浸式虛擬現實體驗等方面具有明顯優勢。此外，FWIST可與視覺、力控等多模態傳感技術融合，實現更智能的環境感知與操作決策，推動無人農場、智能林業、精準農業裝備的發展。該技術將顯著提升農林作業的自動化水平、作業效率與安全性，具有廣闊的產業應用前景。
FWIST的設計策略及潛在應用
我校材料學院2024級博士研究生展飛為論文第一作者，該同學入選2025年中國科協青年科技人才培育工程博士生專項計劃。我校青年教師王磊副教授和宋國勇教授為共同通訊作者。
該研究得到了中央高校基本科研業務費專項資金(BLX202343)資助和材料學院的大力支持。該團隊前期相關研究成果發表在Advanced Materials（https://doi.org/10.1002/adma.202409182）等期刊。
