ForceSticker：无线、无电池、超薄柔性力传感器

任何相互接触的物体都会产生力，这些力可能源于重力或机械接触，如常见物体对平台的压迫或膝关节骨骼间的接触。捕获这些接触力的最理想方式是使用可良好贴合接触面的柔性力传感器，同时该传感器应足够薄以不影响两物体间的接触物理特性。本文展示了一种超薄柔性贴纸式力传感器ForceSticker的设计，开创了微型化力传感器的新时代。ForceSticker通过新型电容式力传感器实现微型化，无需电池和布线。无线无电池读出通过混合模拟-数字反向散射实现，将模拟传感器数据搭载在数字识别的RFID链路上。因此，ForceSticker适用于太空和体内电池受限场景，如骨科植入物力传感、手术机器人，以及物联网受限场景，例如可提供重量信息的廉价数字可读条码。我们展示了ForceSticker的设计通用框架，基于该框架设计了两款4mm×2mm传感器原型，使用ecoflex和氯丁橡胶两种聚合物层，力范围分别为0-6N和0-40N，读出误差分别为0.25N和1.6N（均小于最大力的5%）。我们对ForceSticker进行了超过10,000次力加载的压力测试，误差未显著恶化。我们还展示了两个案例研究：玩具膝关节模型的力传感和仓库包装完整性检查。