基于MEMS传感器的体操动作识别

针对目前视觉动作识别方法中普遍存在的背景复杂、活动范围有限、个人隐私泄露等问题,设计了一套基于MEMS惯性传感器的体操动作识别系统。该系统主要通过构建传感器网络,采集人体进行体操运动时11个位置的加速度和角速度数据。基于预处理后的两类数据,计算样本均值、标准差、信息熵、均方误差等参数作为分类特征,建立支持向量机(SVM)分类模型,并对6种体操运动的动作进行了有效识别。实验结果表明,SVM算法较K-近邻、朴素贝叶斯、决策树等机器学习算法有更好的识别效果,平均识别率可达97%以上。     

集成式无酶电化学葡萄糖检测系统

针对血糖检测需求,结合功能化修饰、微机电系统(MEMS)和无线通信技术,提出了一种集成式无酶电化学葡萄糖检测分析系统。该系统以氢氧化镍(Ni(OH)_2)修饰的丝网印刷电极为传感部件,通过构建集成化的信号测量电路实现微弱信号的转化、放大与传输。信号测量电路部分由微控制器、信号发生电路、恒电位电路、I/V转换电路、放大电路、A/D转换电路等部分构成,并集成在一块普通U盘大小的模块中。数据发送通过蓝牙无线传输实现,数据分析结果在上位机端显示。葡萄糖检测实验结果证明,该系统对葡萄糖溶液检测的灵敏度可达到11.12μA/mmol/L,检出限为45.9μmol/L。通过系统性实验评价研究,证明所提出系统具备较好的重复性和抗干扰能力,电极寿命不短于48 h。由于该系统体积小、成本低,便于随身携带,有望在糖尿病的家庭预防和临床诊断中发挥更大作用。     

基于碳纳米管修饰的导电棉线制备及电特性研究

针对头皮脑电信号采集中遇到的电极柔性问题,基于导电型碳纳米管溶液修饰方法,提出了一种“边分散边修饰”的导电棉线制备技术,并构建了电特性测试实验装置,采用改进的四探针法对修饰后的导电棉线进行了电特性测量。通过设计完成单因素独立实验,分别研究了碳纳米管溶液浓度、修饰时间和修饰次数3大因素对棉线电特性的影响程度,并从可穿戴传感器应用角度研究了棉线电阻与受力及温度的关系。研究结果表明,采用本文提出的实验方法对天然棉线进行导电性修饰,可得到阻值（～103Ω）远小于非入侵式干电极与头皮角质层接触电阻（～107Ω）的柔性非金属导电材料,有望成为构建柔性非入侵干式头皮脑电采集电极及可穿戴传感器的新型应用材料之一。     

用于HRP测定的一种主动式PDMS微混合器

微米尺度下的生物流体混合是生物微机电系统(BioMEMS)和分析化学等领域研究的重要问题之一,目前的混合方式多以被动式自由扩散为主,存在流体混合效率不高的现象.针对该问题,设计了一种主动式聚二甲基硅氧烷(PDMS)微混合器.该装置利用脉冲气体对多个PDMS微隔膜进行顺序驱动,可实现微混合室中不同液体的快速混合和反应.同时,基于鲁米诺.过氧化氢体系的化学发光反应机理,以辣根过氧化物酶(HRP)作为催化剂,进行了微混合器最佳工作条件研究,基于HRP化学发光分析法和L25-5-6正交实验,确定出微混合器化学发光分析法的最优实验条件组合.并在此实验条件下完成了HRP的微量测定.实验结果表明,目前检测体系下线性范围为2.05×10-9mol/L～2.05×10-8mol/L,检测限为2.05×10-9moL/L,检测反应时间小于2 min,可满足生物医学和分析化学领域对于物质测定方面的微量、快速的检测要求.