大健康是未來(lái)世界發(fā)展的趨勢(shì)，在未來(lái)10年內(nèi)將產(chǎn)生10萬(wàn)億美元的產(chǎn)業(yè)。我國(guó)在近期提出的健康中國(guó)，著眼于擴(kuò)大在線(xiàn)健康服務(wù)，依托大數(shù)據(jù)提出診斷和治療建議，實(shí)現(xiàn)大社區(qū)健康管理與大健康服務(wù)。實(shí)現(xiàn)這一體系的關(guān)鍵，在于各種柔性電子、傳感器技術(shù)，與物聯(lián)網(wǎng)、云通信技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)與人工智能相結(jié)合。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于健康的重視程度越來(lái)越高，在皮膚表面進(jìn)行檢測(cè)人們身體健康狀況的柔性傳感器，是未來(lái)電子科技發(fā)展的一個(gè)重要方向，將會(huì)有巨大的市場(chǎng)前景。在以智能手機(jī)為主體的電子元器件的開(kāi)發(fā)日益盛行，開(kāi)發(fā)一種柔性智能傳感器，舒服的貼在皮膚表面，這種傳感器既能夠檢測(cè)人們生命體征（如血壓、心跳、體溫、血糖等）的變化，又能夠無(wú)線(xiàn)連接手機(jī)。醫(yī)院的醫(yī)生能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、云通訊、分布式的監(jiān)測(cè)和管理每個(gè)病房的病人的身體狀況，既節(jié)省大量人力時(shí)間成本，又能夠及時(shí)的檢測(cè)到病人的生命體征變化；結(jié)合無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、云通訊,能實(shí)現(xiàn)分布式醫(yī)護(hù),虛擬空間管理；與大數(shù)據(jù)與人工智能結(jié)合，進(jìn)行智能健康管理,實(shí)現(xiàn)智慧醫(yī)療（圖1）。

圖1 基于柔性傳感器的智慧醫(yī)療系統(tǒng)

本項(xiàng)目主要應(yīng)用生物相容的蠶絲材料作為傳感單元主要組成部分，以無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙模塊與無(wú)源RFID標(biāo)簽作為人機(jī)數(shù)據(jù)交互單元，以大數(shù)據(jù)為手段對(duì)平臺(tái)進(jìn)行管理，瞄準(zhǔn)柔性電子與智能大數(shù)據(jù)前沿領(lǐng)域，具有重要的科學(xué)意義。具體如下：

（1）柔性電子皮膚等智能傳感新技術(shù)與器件開(kāi)發(fā)

近年來(lái)，蠶絲等柔性材料作為醫(yī)用生物材料漸漸進(jìn)入人們的視線(xiàn)，具有良好的生物相容性和極佳的力學(xué)性能。以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)柔性電子制造技術(shù)，通過(guò)柔性材料的光刻、打印等加工技術(shù)，制備傳感單元。

（2）人體傳感信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的云系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

通過(guò)建立皮膚表面?zhèn)鞲衅鳠o(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)體溫、心跳等信號(hào)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，符合國(guó)家精準(zhǔn)醫(yī)療精神。通過(guò)云系統(tǒng)可對(duì)老年社區(qū)、醫(yī)院等場(chǎng)所進(jìn)行智能化、集成化的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)健康的大數(shù)據(jù)管理。除此以外，也可實(shí)現(xiàn)個(gè)體的遠(yuǎn)程診療體系。向“健康中國(guó)2030”靠攏，依托大數(shù)據(jù)提出診斷和治療建議。

（3）將系列傳感器材料制備技術(shù)與無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸云平臺(tái)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)個(gè)人和醫(yī)院的對(duì)自身和病人的健康指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和管理。以此無(wú)線(xiàn)體征檢測(cè)的平臺(tái)框架為基礎(chǔ)，后續(xù)又可以引入更多傳感與控制體系，適應(yīng)場(chǎng)景的多樣化。

二、前期研究基礎(chǔ)

（1）模仿神經(jīng)元突觸的蠶絲憶阻器

在神經(jīng)系統(tǒng)中，當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)從軸突傳導(dǎo)到末端時(shí)，Ca2+離子大量涌入突觸前膜引起遞質(zhì)的分泌，從而改變突觸后膜的導(dǎo)電性。我們通過(guò)仿生該過(guò)程，利用Ag+離子在外加電場(chǎng)作用下WK@AuNCs蠶絲蛋白薄膜的遷移行為來(lái)模擬阻值漸變和阻值記憶的過(guò)程。其電學(xué)特性表明其具有獨(dú)特的突觸特性，并具有突觸學(xué)習(xí)能力。

（2）蠶絲基應(yīng)力傳感器—柔性電子皮膚

人體電子皮膚傳感器是未來(lái)傳感器發(fā)展的新方向之一，超薄超柔的特性使其可以在人體幾乎難以察覺(jué)異狀的情況下，完成多種生理指標(biāo)的采集。我們通過(guò)研制柔性壓力傳感器，已在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、發(fā)聲檢測(cè)、脈搏檢測(cè)等方面開(kāi)展了大量研究。

（3）纖維傳感器

可穿戴設(shè)備在未來(lái)智能裝備領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，而我們平時(shí)穿戴的衣物均是由纖維編織而成，智能穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)的最高境界為對(duì)其本身必須的纖維材料的功能化。我們通過(guò)對(duì)纖維材料進(jìn)行改造和設(shè)計(jì)，制備除了纖維狀溫度、壓力傳感器。對(duì)纖維傳感器進(jìn)行編織可實(shí)現(xiàn)多維度傳感，并可適應(yīng)多種場(chǎng)景，這項(xiàng)工作與傳統(tǒng)紡織行業(yè)結(jié)合開(kāi)創(chuàng)了尖端智能科技研究新領(lǐng)域。