新型水凝胶电极,登上Nature Sensors!
高分子科学前沿
2026-07-21 07:49
文章摘要
本研究针对传统脑机接口(BCI)系统在电极界面和计算能耗上的瓶颈,提出了一种材料-算法协同设计框架。背景方面,基于脑电图(EEG)的BCI技术能通过脑电波分析推断注意力状态,有助于开发辅助听力设备,但传统系统受限于湿电极操作复杂和算法功耗高的问题。研究目的是开发一种新型水凝胶电极并搭配高能效解码算法,以实现高性能、低功耗的可穿戴BCI系统。结论表明,研究者开发了基于无氧化剂自聚合策略的OEDOT基两性离子水凝胶电极(SAAP),该电极具有低阻抗、高生物相容性和稳定信号采集能力。同时设计了超轻量级脉冲Transformer(SDBformer)算法,参数仅0.13M,单次推理能耗约0.0206 mJ。实验证明,仅需8个颞叶脑电通道,SAAP电极即可实现与传统全头皮湿电极相当的听觉注意解码性能,准确率高达91.2%。该工作为可穿戴人机交互提供了可扩展的实用框架。
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