准确的身体动作捕捉对于生物力学评估和沉浸式虚拟/增强现实（VR/AR）系统具有重要意义。压电弯曲传感器模仿皮肤机械感受器的离子传输传感机制，有望为可穿戴身体运动检测提供一种自供电方法。然而，它们的实际用途受到低压电弯曲灵敏度（通常低于 0.5 mV/度）和单向弯曲响应的限制，这限制了它们解决复杂的多自由度 (multi-Dof) 身体运动的能力。
在这里，中科院上硅所Ranran Wang，新加坡国立大学Ghim Wei Ho报告了一种克服这些限制的软压电多自由度 (SPIM) 柔性传感器。
文章要点
1）它巧妙地整合了两性偶极子-离子相互作用和尺寸引起的空间位阻效应，以实现快速离子通道形成和放大的阳离子/阴离子传输不平衡，从而共同促成创纪录的3.2 mV/度的压电离子弯曲灵敏度。结合多孔弹性力学和泊松-能斯特-普朗克模型的理论模拟证实了协同增强作用。
2）此外，独特的方棱柱形纤维结构和两对对称纳米网电极使 SPIM 弯曲传感器能够解耦多自由度关节弯曲，以区分复杂的身体运动。研究人员展示了适用于元宇宙应用的 SPIM 柔性传感器平台，包括自由姿势手部动作的数字孪生以及通过配备单个紧凑型传感器设备的单关节灵巧性进行复杂而直观的 VR 控制。
参考文献
Fang, Y., Ouyang, H., Cheng, Y. et al. Ultrasensitive multi-degree-of-freedom piezoionic sensor via synergistic hydrogel-ion interactions. Nat Commun (2025).
DOI：10.1038/s41467-025-67613-8
https://doi.org/10.1038/s41467-025-67613-8
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