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北科院智慧养老所开展基于微纳传感的康复辅具主动安全控制研究

发布时间:2025年08月29日 15:27

图1.微纳惯性传感器件

图1.微纳惯性传感器件

图2.主动安全电动轮椅

图2.主动安全电动轮椅

作为运动状态数据监测的关键核心部件,微纳惯性传感器在穿戴式设备、智能康复辅具等仪器设备领域得到广泛应用。现有微纳惯性传感器在微型化、检测精度、稳定性等方面有待进一步提高。北京市科学技术研究院智慧养老研究所依托财政资金项目,自主研发了加速度和倾角传感器,并将其应用于电动轮椅的主动安全控制及人体运动意图识别等场景中,进一步拓展微纳惯性传感器的应用领域。

研究团队开展了微纳传感器一体化设计、专用集成电路技术、误差建模及补偿技术、全硅晶圆级封装工艺等关键微纳传感技术的攻关;通过多项式拟合、神经网络、SVM支持向量机等多种温度误差补偿方法的研究,解决了温度随机误差引起的传感器测量精度不高的问题;利用研制的高性能倾角加速度传感器作为电动轮椅运动信息的检测模块,实现电动轮椅运动速度、靠背模态的主动调整;改进现有电动轮椅的控制方案,建立了基于微纳惯性传感的共享控制方法。

研究团队自主研发的微纳惯性传感器件具有微小的外形尺寸及高精度检测性能,可针对具体的应用场景,通过修改传感器敏感结构与专用集成电路相关参数而改变传感器相关性能;微纳惯性传感模块实时监测电动轮椅的加速度、倾斜角度等运动数据,动态闭环调整轮椅运动速度和靠背模态,为电动轮椅的主动安全控制提供了精确的数据支撑。

目前,已申请2项专利,授权1项软件著作权,并积极与医疗器械公司及相关机构推动成果转化工作。下一阶段,将进一步探索微纳传感器件在智能康复辅具中的更多应用场景,并实现微纳传感器件性能的进一步提升,以期为老年人、肢体残障人士提供安全可靠的康复辅助设备,并带来一定的社会、经济效益。


(李永振 文/图)