Predictive design of stretchable electrodes with strain-insensitive performance via robotics- and machine learning-integrated workflow

计算机科学 工作流程 软机器人 有限元法 电极 机器人学 导电体 可穿戴技术 人工智能 可穿戴计算机 数码产品 柔性电子器件 可伸缩电子设备 材料科学 图层(电子) 人工神经网络 电子皮肤 铰链 纳米技术 电压 机械工程 稳健性(进化) 模型预测控制 构造(python库) 机制(生物学) 人工肌肉 3D打印 快速成型 机器人 开发(拓扑) 机器学习 深度学习
作者
Haochen Yang,Qiongyu Chen,Tianle Chen,Yang Li,Elizabeth Norris,Joshua M. Little,Jiayue Sun,Snehi Shrestha,Edison Chen,Shenqiang Ren,Teng Li,Po-Yen Chen
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1): 1778-1778
标识
DOI:10.1038/s41467-026-68484-3
摘要

Innovations in wearable electronics and soft robotics hinge significantly on the development of stretchable electrodes. However, a persistent challenge lies in balancing high stretchability, functional performance, and strain insensitivity. Conventional approaches, such as design of experiments and trial-and-error methods, often rely on time-consuming and labor-intensive experiments to navigate a vast and complex parameter space. To overcome this, we establish an integrated workflow merging robot-automated experimentation, machine learning predictions, and finite element simulations to enable the predictive design of stretchable electrodes with strain-insensitive performance. Initially, we construct an ensemble of artificial neural networks through a two-stage workflow, including feasible parameter space definition and active learning loops. Leveraging the prediction model and two-scale simulations, a microtextured stretchable nanocomposite is discovered as a strain-stable platform. Conformal deposition of a thin gold layer showcases metal-like conductivity, high resistance-insensitive stretchability, and robust durability. Furthermore, electrodeposition of Zn and MnO2 on gold conductors enables a stretchable Zn||MnO2 battery, exhibiting large elongation and strain-insensitive electrochemical performance. This machine intelligence-driven approach expedites the multi-parameter optimization of stretchable electrodes, achieving strain-invariant functionalities. Stretchable electrodes are essential for wearable electronics and soft robots, yet their performance always degrades under strain. Here, authors use robotics- and machine learning integrated workflow to design microtextured nanocomposites for strain-insensitive gold conductors and zinc batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
畔畔发布了新的文献求助20
刚刚
粗暴的鸿发布了新的文献求助20
刚刚
刚刚
在水一方的应助被南山无梅落采纳,获得10
1秒前
dream发布了新的文献求助10
2秒前
liu发布了新的文献求助10
2秒前
1234567发布了新的文献求助10
2秒前
gali完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
研友_VZG7GZ的应助被可爱采纳,获得10
2秒前
王哲完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
森林完成签到 ,获得积分10
3秒前
科目三的应助被怕黑三毒采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.2的应助被害羞夏兰采纳,获得30
3秒前
任性的老四完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小鱼关注了科研通微信公众号
4秒前
4秒前
4秒前
深情安青的应助被hhh采纳,获得10
5秒前
5秒前
xxxxx发布了新的文献求助10
5秒前
纯真的半山完成签到,获得积分10
5秒前
xing_xing的应助被土豆侠采纳,获得20
5秒前
123完成签到,获得积分10
5秒前
不懈奋进的应助被米多奇采纳,获得10
5秒前
HSora发布了新的文献求助10
6秒前
万能图书馆的应助被LGJ采纳,获得10
6秒前
6秒前
uarmyhope完成签到,获得积分10
6秒前
所所的应助被loey采纳,获得10
6秒前
大模型的应助被认真磐采纳,获得10
6秒前
gali发布了新的文献求助10
7秒前
林北bei完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
科研通AI6.4的应助被清醒采纳,获得10
8秒前
充电宝的应助被小巧的砖家采纳,获得10
8秒前
甜美的凌珍完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7950938
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9428323
关于积分的说明 20990112
捐赠科研通 7533713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3369049
关于科研通互助平台的介绍 2505060
邀请新用户注册赠送积分活动 2401002