食指的运动捕捉生物力学可以涵盖广泛的主题,从触觉反馈到人体工程学负荷考虑以及许多与伤害相关的指标。这些分析的基础是食指运动范围和关节位置的运动捕捉,这需要高精度和可重复性的测量。如图 1 所示,此测量所需的传感器必须根据手指本身的小尺寸进行尺寸调整。根据所需模型的分辨率,可以将微型传感器放置在每个单独的手指节段或单个节段上。标准尺寸的传感器或微型传感器也可以放置在手上作为运动链的基础。放置传感器后,可以数字化其他地标以满足手和手指运动模型的要求。
受自然启发的有机和无机成分组合,例如在螳螂虾的珍珠层和指节的微观结构中发现的组合,已经发展成为工业复合材料结构设计的模型系统。这种有助于实现强度、韧性和延展性之间的平衡的新颖设计理念不仅引发了石墨烯基复合材料等先进材料合成的范式转变,而且还引发了更丰富、更低成本的材料(如水泥和混凝土)的开发。合成技术的进步和 3D 打印等新制造技术的出现使得水泥基材料与各种长度尺度的软材料能够有效地整合在一起。此外,基于各种策略,自修复等新功能特性也已实现。本综述将全面概述正在进行的研究工作,包括 3D 打印、自修复策略以及 CSH 与有机成分的整合,所有这些都被积极用于合成仿生多功能水泥基材料。