无线驱动和远程控制的活跃软材料已引起了大量的研究注意,因为与传统的智能材料相比,它们在各种各样的领域中具有潜在的潜在应用,其性能有所改善。[1-5]这些合成伴侣对环境刺激的反应并表现出模仿或与自然界观察到的行为或现象相匹配的能力。[6-8]在这些智能材料中,机械刺激响应材料从环境输入中收获能量,例如光线,[9-11]热量,[12,13]溶剂,[14,15]和物理领域和[16-18],并将其转换为机械能量,无需通过机械形状,无需通过板上的功率来源。这些无线材料可以完成各种功能,例如运动[19-21]以及物体操纵和运输[22-24]作为执行器和传感器。在迄今为止报道的大量活跃智能材料中,由于它们的独特特征和独特的优点,液晶弹性体(LCE)和磁反应弹性体(MRE)最近与其他人脱颖而出。lces表现出大量的菌株(高达400%)和高度工作,以响应多种环境刺激,例如温度[25-27]光,[11,28]和电场。[17,18,29] LCES内部元素的预定对齐(由导演n描述)启用了已在软执行器和生物启发的设备中使用的复杂的3D可逆形状。这些局部菌株共同起作用,以实现指定的形状 - 修复行为,这通常是平面外弯曲的。[6,11,30]外部刺激会根据LCES的当地董事场诱导收缩和拉伸菌株的对齐中的订单参数。另一方面,MRE由柔软的弹性体(SE)矩阵组成,其嵌入式硬磁性微或纳米果(MMPS或MNP)组成。外部磁场在嵌入的MMP或MNP上产生局部力和扭矩。分离的扭矩会导致身体变形和MRE材料的净旋转,而颗粒所经历的力会融合到净力,从而置换MRE或变形。[31]磁性致动具有远距离,健壮和快速致动的优势,并且瞬间的能力
回忆录是一种神经形态电子产品的基石,通过改变其跨州的电阻,对电刺激的历史做出反应。最近努力致力于发展对光激发的类似响应。在这里,我们意识到了一种新型的隧道照相仪表,其行为是双峰的:它的阻力取决于双重电光历史。这是在最终简单的设备中获得的:高温超导体和透明的半导体之间的界面。被剥削的机制是两种材料之间可逆的纳米氧化还原反应,其氧含量可以确定界面上的电子隧道速率。氧化还原反应是通过电化学,光伏效应和光合辅助离子迁移之间的相互作用来光学驱动的。除了其基本利益外,揭幕的电形记忆效应具有巨大的技术潜力。尤其是与高温超导性结合使用,除了促进低衰减连接外,还为超导电子产品带来了光征效应。
传统康复技术存在局限性,大多数患者在卒中后 1 年恢复情况不佳。因此,神经反馈 (NF) 或脑机接口在卒中康复中的应用越来越受到关注。事实上,NF 有可能增强对目标皮质区域的意志控制,从而影响运动功能恢复。然而,目前的实施受到所用特定成像方式的时间、空间或实际约束的限制。在这项试点工作中,也是在文献中首次,我们应用双模 EEG-fMRI NF 对四名具有不同卒中特征和运动障碍严重程度的卒中患者进行上肢卒中恢复。我们还提出了一种新颖的多目标训练方法,引导训练激活同侧初级运动皮质。除了 fMRI 和 EEG 结果外,我们还使用纤维束成像评估皮质脊髓束 (CST) 的完整性。初步结果表明我们的方法可行,并显示出其有可能根据中风缺陷的严重程度诱导同侧运动区域的增强激活。只有两名 CST 和皮质下病变保留的患者成功上调了同侧初级运动皮质,并表现出上肢运动功能改善。这些发现强调了考虑中风患者群体差异的重要性,并使我们能够确定未来临床研究设计的纳入标准。
提出并实验验证了一种灵活的多模态化学传感平台新概念“传感器芯片”。该概念的灵感来自于大规模集成电路 (LSI) 的最新趋势,即通过 LSI“芯片”快速实现高功能性。作为概念验证,通过由两个具有微电极阵列 (MEA) 的平面“传感器芯片”组成的双模态装置展示了 pH 值和白蛋白传感。使用表面微加工、深反应离子刻蚀 (RIE) 和随后的化学功能化,制造、功能化、集成和测试了两个 8 ×16 mm 2 Si 芯片,其中有十三个金 (Au) 和氧化铟锡 (ITO) 微电极,最大电极尺寸为 512 × 512 µm 2。结果表明,提出的概念能够集成多种模式而不会牺牲灵敏度。 关键词
摘要 有效评估癌症疼痛需要对构成疼痛体验的所有组成部分进行细致的分析。实施自动疼痛评估 (APA) 方法和计算分析方法,特别关注情感内容,可以促进对疼痛的彻底描述。所提出的方法转向使用语音记录中的自动情感识别以及我们之前开发的用于检查疼痛面部表情的模型。对于训练和验证,我们采用了 EMOVO 数据集,该数据集模拟了六种情绪状态(大六)。由多层感知器组成的神经网络在 181 个韵律特征上进行了训练以对情绪进行分类。为了进行测试,我们使用了从癌症患者收集的访谈数据集并选择了两个案例研究。使用 Eudico Linguistic Annotator (ELAN) 6.7 版进行语音注释和连续面部表情分析(得出疼痛/无痛分类)。情绪分析模型的准确率达到 84%,所有类别的精确度、召回率和 F1 分数指标都令人鼓舞。初步结果表明,人工智能 (AI) 策略可用于从视频记录中连续估计情绪状态,揭示主要的情绪状态,并提供证实相应疼痛评估的能力。尽管存在局限性,但提出的 AI 框架仍表现出整体和实时疼痛评估的潜力,为肿瘤环境中的个性化疼痛管理策略铺平了道路。临床试验注册:NCT04726228。
摘要 — 目标:我们提出了一种轻薄、柔软、可贴合胸部的双模传感器,即胸部电子纹身,它结合了先进的信号处理框架,可准确识别各种心脏事件,从而即使在身体运动期间也能提取心动时间间隔。方法:我们制作了一个无线电子纹身,具有同步心电图 (ECG) 和心震图 (SCG) 功能。SCG 可测量因心跳引起的胸部振动,提供与 ECG 互补的心血管健康信息。然而,运动引起的伪影会影响 SCG 的功效。电子纹身采用轻薄且有弹性的设计,可将其策略性地放置在剑突附近,便于对 ECG 和 SCG 进行高质量监测,从而提高信号质量。九名参与者在步行和骑自行车时接受了测量。我们提出了一个多级信号处理框架,集成了自适应归一化最小均方 (NLMS) 滤波器、集合平均和经验模态分解 (EMD),统称为 FAD 框架,以准确提取心脏时间间隔 (CTI)。结果:关键 CTI,尤其是左心室射血时间 (LVET),被我们的硬件软件系统成功提取,并且即使在大量运动期间也与 FDA 批准的患者监测仪报告的结果高度一致。电子纹身测量的射血前期 (PEP) 也与先前的研究结果一致。结论:双峰胸部电子纹身与 FAD 框架相结合,可在长时间内实现可靠的 CTI 测量
摘要:在本文中,我们在理论上和实验上都研究了双峰干涉传感器的敏感性,其中干涉发生在两个具有不同特性的等离子模式之间,在同一物理波导中传播。与众所周知的Mach- Zehnder干涉测定法(MZI)传感器相反,我们首次表明双峰传感器的灵敏度与传感面积长度无关。通过将理论应用于组成的铝(AL)等离子条纹波导的集成等离子双峰传感器来验证这一点。使用不同长度的等离子条带进行了数字模拟的一系列这种双峰传感器,证明了所有传感器变体的散装折射率(RI)敏感性,证实了理论上的结果。还通过芯片级RI传感实验对三个制造的SU-8/Al Bimodal传感器进行了芯片级RI传感实验,以50、75和100 µm的血浆传感长度进行了实验验证。发现获得的实验性RI敏感性分别非常接近,等于4464、4386和4362 nm/riU,这证实了感应长度对双峰传感器敏感性没有影响。上述结果减轻了设计和光损失约束,为更紧凑,更强大的传感器铺平了道路,可以在超短声感应长度下实现高灵敏度值。
摘要 — 通过比较穿过传感臂和参考臂的光信号,干涉光子传感器使用简单的单波长激光源实现了显著的灵敏度和检测限。原则上,通过比较穿过单个传感波导的两种模式的传播,基于双模波导的传感器可以在不需要参考臂的情况下提供相同的优势。然而,双模传感器的典型实现面临两个挑战:(i) 传感器输入和输出处的突变模式激发和重组效率低下、功率不平衡且产生可能掩盖小传感信号的杂散反射,(ii) 输出信号的正弦性质可能导致读出模糊。这里我们提出了一种螺旋状双模折射率传感器,它具有全模式转换、多路复用和解复用以及相干相位检测,可提供具有紧凑而稳健布局的明确线性相位读出。我们的传感器设计为1550 nm 中心波长,在氮化硅平台上制造,并通过体传感实验验证,检测限达到 1. 67 · 10 −7 RIU。
神经人体工程学专注于大脑特征和相关心理状态,这些心理状态是行为的基础,旨在设计人机界面,提高认知和身体领域的表现。脑成像技术,如功能性近红外光谱 (fNIRS) 和脑电图 (EEG),被认为是实现这一目标的关键方法。最近的研究强调了结合 EEG 和 fNIRS 对提高这些接口系统的心理状态解码能力的价值,但对于这些改进是否适用于不同的范式和方法,以及在现实世界中使用这些系统的潜力,人们知之甚少。我们回顾了 33 项研究,比较了双峰 EEG-fNIRS 和单峰 EEG 和 fNIRS 在神经人体工程学的几个子领域中的心理状态解码准确性。根据这些研究,我们还考虑了在现实世界环境中利用这些系统的可穿戴版本的挑战。总体而言,所审查的研究表明,尽管在概念和方法方面存在重大差异,但双峰 EEG-fNIRS 的表现优于单峰 EEG 或 fNIRS。然而,要将双模态 EEG-fNIRS 应用于自然条件下,还有许多工作要做。我们考虑这些要点,以确定双模态 EEG-fNIRS 研究中预期或希望取得进展的方面。
摘要:先前的研究表明,Fe II / a -酮戊二酸依赖性双加氧酶 AsqJ 诱导了构巢曲霉中绿藻素生物合成的骨架重排,从苯并[1,4]二氮杂-2,5-二酮底物中生成喹诺酮骨架。我们报告称,AsqJ 催化了一个完全不同的额外反应,只需改变苯并二氮杂-2,5-二酮底物的取代基即可。这种新机制是通过底物筛选、功能探针的应用和计算分析建立的。AsqJ 从合适的苯并[1,4]二氮杂-2,5-二酮底物的杂环结构中切除 H 2 CO 以生成喹唑啉酮。这种新型 AsqJ 催化途径由复杂底物中的单个取代基控制。 AsqJ 这种独特的底物导向反应性使得能够有针对性地生物催化生成喹诺酮或喹唑啉酮,这两种生物碱框架具有特殊的生物医学意义。