智能人机界面（HMI）是在人与电子设备之间交换信息的重要介质。触摸屏传感器作为最重要的HMI设备之一，已广泛应用于日常生活中的个人电子产品。然而，作为最常用的触摸屏传感器，电容式传感器只能检测有限的手势，例如触摸和滑动。

近日，郑州大学Yanchao Mao团队报道了一种摩擦无触摸屏幕传感器（TSS），可利用人体上自然携带的电荷在非接触操作模式下识别各种手势。

图1. 摩擦无触摸屏幕传感器（TSS）的结构及机理。

本文要点

1. 与传统的电容式传感器相比，TSS能够检测各种手势，例如以不同的速度放下手指和抬起手指，握拳，张开手掌和翻转手掌以不同的方向。

2. 基于TSS，进一步开发了智能非接触式屏幕控制系统，该系统用于通过非接触式操作模式解锁智能手机界面。

3. 这项研究首次提出了以人体本身参与摩擦电自供电非接触式感应的概念，并提供了一种无接触设计概念来开发下一代屏幕传感器。它可以改变人们操作个人电子产品的通常方式。

图2. 手指操作时，一个TSS单元的电输出。

图3. TSS在非接触手势识别中的应用验证。

图4. 通过4个TSS单元(每个2厘米×2厘米)，用4点定位法进行位置检测。

图5. TSS在智能非接触式屏幕控制系统中的应用。

参考文献：

Yingjie Tang, Hao Zhou, Xiupeng Sun, NinghuaDiao, Jianbo Wang, Baosen Zhang, Cheng Qin, Erjun Liang, Yanchao Mao.Triboelectric Touch‐Free Screen Sensor forNoncontact Gesture Recognizing. Adv. Funct. Mater., 2019.

DOI：10.1002/adfm.201907893

https://doi.org/10.1002/adfm.201907893