具有全向传感能力的柔性和可拉伸物理传感器在应对医疗监测、人体运动检测和人机界面中复杂、可变和动态的现实场景方面具有重要意义。为了量化振动和变形刺激，可拉伸应变传感器在可穿戴电子产品和电子皮肤领域发挥着至关重要的作用，具有高灵活性、简单性和一致性的优点。在可拉伸应变传感器的开发方面取得了显著成就，重点是通过利用新型纳米材料和微/纳米结构来提高其灵敏度、可拉伸性、耐用性、滞后性和检测限。值得注意的是，需要在小应变范围内具有出色的灵敏度，使传感器能够检测到脉搏波和喉咙振动等微小的生物物理信号。然而，由于其固有特性，如长径比大的结构和单向分布的传感材料，大多数性能优异的可拉伸应变传感器都受到仅将单轴应变转换为电信号的能力的限制，阻碍了它们在多轴应变环境中的应用。因此，迫切需要开发更复杂的应变传感器系统，能够有效地感知包含来自各个方向的应变的复杂信息。

最近，为了检测更复杂的多轴应变条件，主要通过两种策略开发了全向应变传感技术：单传感器和多传感器系统。在单传感器方案中，某些各向同性全向柔性应变传感器是使用围绕圆形排列的弯曲微槽设计的，并将手性伸缩超材料结合到基板中。虽然这些传感器可以高灵敏度地检测来自多个方向的应变，但它们无法用单个传感器确定应变的具体方向，因此需要额外的传感器阵列。之前实现定向应变传感的尝试基于多传感器系统方法，通常涉及以特定角度定位的两个或三个各向异性应变传感器，以及基于每个传感器之间的信号差计算应变强度和方向的定制算法，这与本工作中提出的单传感器方法有着根本的不同。此外，由于缺乏各向同性特性，当涉及到处理多向应变（即在不同方向施加相同的应变）时，多传感器系统方法更加复杂。从技术上讲，在单个传感器内实现各向同性全向应变传感和方向识别是极具挑战性的，因为基本原理从根本上讲是相反的。各向同性传感需要一个均匀的平台来输出相同的响应，而方向识别则依赖于信号的差异。因此，考虑到传感器的预期简单性和效率，对于各种实际应用来说，迫切需要一种将这两个特征结合起来的可行策略。

来源：传感器专家网