一种基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法及驱动装置与流程

本发明涉及形状记忆聚合物驱动领域，具体而言，涉及一种基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法及驱动装置。

背景技术：

形状记忆聚合物是对聚合物进行分子组合和改性的一种可根据外部激励而主动变形的智能材料。形状记忆材料在激励条件作用下(如加热)，形状记忆材料能够从初始状态转变至变形状态，施加外力能使形状记忆材料在外界条件恢复常态时仍保持在变形状态；如果外界条件再次发生如上的变化(如加热)时，形状记忆材料能主动地恢复至初始状态。由于形状记忆聚合物的优良特性，形状记忆聚合物在航空和医药等领域得到了广泛应用。

现有形状记忆聚合物在驱动变形过程中的准确性和保密性程度不高，驱动方法单调繁琐、智能化程度低，难以获得更加广泛的应用。

技术实现要素：

本发明解决的问题是现有形状记忆聚合物在驱动变形过程中的准确性和保密性程度不高，驱动方法单调繁琐及智能化程度低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，包括：采集面部信息，将所述面部信息与面部识别系统中已获授权的面部信息比对；面部信息比对结果一致，则所述面部识别系统输出信号至激励系统，所述激励系统激励形状记忆聚合物试件由形变状态变形至初始状态，面部信息比对结果不一致，则所述面部识别系统等待下次面部信息的采集及比对。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，创新性地将面部识别技术应用在形状记忆聚合物的变形驱动领域，使得形状记忆聚合物的变形驱动具有非接触性、准确性及高保密性的特点。

可选地，所述面部信息比对结果一致，则所述面部识别系统驱动激励系统，所述激励系统激励形状记忆聚合物试件由形变状态变形至初始状态包括：所述面部信息比对结果一致时，所述面部识别系统输出驱动指令至控制系统；所述控制系统输出高电位，所述激励系统接通；所述激励系统对所述形状记忆聚合物试件激励，所述形状记忆聚合物试件由形变状态变形至初始状态。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，当所述面部信息比对结果一致时，所述面部识别系统输出驱动指令至所述控制系统，有利于提高加密保险环节的准确性及保密性。

可选地，所述激励系统对所述形状记忆聚合物试件的激励方式包括电激励、磁激励、溶液激励和温度激励中的一种或多种。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，激励方式包括电激励、磁激励、溶液激励和温度激励中的一种或多种，方式多样化，可根据不同的材料选择不同的激励方式。

可选地，所述激励方式为温度激励时，在所述形状记忆聚合物试件的表面黏贴电阻器件对所述形状记忆聚合物试件进行加热，所述形状记忆聚合物试件达到玻璃化转变温度。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，通过温度激励使形状记忆聚合物试件变形，简单有效。

可选地，所述面部识别系统包括储存介质，所述已获授权的面部信息储存在所述储存介质中；在进行所述面部信息比对时，将所述已获授权的面部信息从所述储存介质中提取并与采集的所述面部信息比对。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，通过储存介质保存面部信息，安全有效。

可选地，所述面部识别系统包括报警系统，当所述面部信息比对结果多次不一致时，所述报警系统接通并发送报警信号。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，通过报警系统对异常识别情况报警，提高了加密保险环节的准确性及保密性。

可选地，所述驱动方法还包括制备所述形状记忆聚合物试件，所述制备形状记忆聚合物试件的过程包括：根据选定的所述形状记忆聚合物试件类型确定制备所述形状记忆聚合物试件的材料类型、制备工艺和固化方式；通过温度激励方式激励所述制备形状记忆聚合物试件的材料，在温度达到玻璃化转变温度以上后，对所述制备形状记忆聚合物试件的材料进行固化并冷却至室温，得到处于所述初始状态的初始试件；将所述初始试件置于相同的温度激励条件下，在温度达到玻璃化转变温度时，固定所述初始试件的形状，冷却至室温后得到处于所述形变状态的所述形状记忆聚合物试件。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，初始试件在外力作用下得到形状记忆聚合物试件，从而能够得到需要的形状记忆聚合物试件的形状；根据选定的所述形状记忆聚合物试件确定制备所述形状记忆聚合物试件的材料类型，针对性地选择相应的形状记忆材料有利于配合不同环境和不同使用需求。

可选地，所述材料类型包括环氧树脂类形状记忆聚合物、苯乙烯类形状记忆聚合物和氰酸酯类形状记忆聚合物中的一种或多种；所述制备工艺包括：拉挤成型、模压成型和浇注成型；所述固化方式包括：常温固化和高温固化。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，采用多种制备工艺和固化方式，有利于针对不同的应用场景制备适应的形状记忆聚合物试件。

可选地，所述制备形状记忆聚合物试件的具体过程还包括：在所述制备形状记忆聚合物试件的材料加入增强相，所述增强相包括碳纤维、玻璃纤维、氨纶纤维和芳纶纤维中的一种或多种。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，通过增加增强相，提高了形状记忆聚合物试件的强度和韧性。

本发明还提供一种基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动装置，用于实现上述任一所述的驱动方法，包括面部识别系统、控制系统和激励系统；所述面部识别系统将采集的面部信息与已获授权的面部信息进行比对，并输出驱动指令至所述控制系统；所述控制系统接收所述面部识别系统的驱动指令，并控制所述激励系统开启；所述激励系统对形状记忆聚合物试件激励，激励所述形状记忆聚合物试件由形变状态变形至初始状态。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动装置，创新性地将面部识别技术应用在形状记忆聚合物的变形驱动领域，使得形状记忆聚合物的变形驱动具有非接触性、准确性及高保密性的特点。

附图说明

图1为本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法的流程图；

图2为本发明所述的制备形状记忆聚合物试件的流程图；

图3为本发明所述的结合驱动装置的驱动方法的具体流程图。

具体实施方式

面部识别技术是生物特征识别技术的一种。人的面部由眼睛、鼻、嘴、下巴等局部以及其他特征点构成，这些特征点的数据被用来提取建模。人的面部特征与其它类别的生物特征一样与生俱来，具有唯一性和不易被复制的优良特性，故可用于安保、信息安全以及高保密要求领域。为突破传统的形状记忆聚合物的驱动方式，本发明将面部识别技术应用在形状记忆聚合物的变形驱动领域，使得形状记忆聚合物的变形驱动具有非接触性、准确性及高保密性的特点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图1所示，本发明的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法包括：采集面部信息，将所述面部信息与面部识别系统中已获授权的面部信息比对；面部信息比对结果一致，则所述面部识别系统输出信号至激励系统，所述激励系统激励形状记忆聚合物试件由形变状态变形至初始状态，面部信息比对结果不一致，则所述面部识别系统等待下次面部信息的采集及比对。本发明将面部识别和形状记忆聚合物创新性地结合在一起，使得形状记忆聚合物的变形驱动具有非接触性、准确性及高保密性的特点。

结合图2所示，基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法还包括制备形状记忆聚合物试件，制备形状记忆聚合物试件包括如下步骤：根据选定的所述形状记忆聚合物试件类型确定制备所述形状记忆聚合物试件的材料类型、制备工艺和固化方式；通过温度激励方式激励所述制备形状记忆聚合物试件的材料，在温度达到玻璃化转变温度以上后，对所述制备形状记忆聚合物试件的材料进行固化并冷却至室温，得到处于所述初始状态的初始试件；将所述初始试件置于相同的温度激励条件下，在温度达到玻璃化转变温度时，固定所述初始试件的形状，冷却至室温后得到处于所述形变状态的所述形状记忆聚合物试件。

具体地，根据选定的形状记忆聚合物试件确定制备形状记忆聚合物试件所需的形状记忆材料类型，制备形状记忆聚合物试件的形状记忆材料包括环氧树脂类形状记忆聚合物、苯乙烯类形状记忆聚合物和氰酸酯类形状记忆聚合物中的一种或多种，针对性地选择相应的形状记忆材料有利于配合不同环境和不同使用需求；其中，上述环氧树脂类形状记忆聚合物、苯乙烯类形状记忆聚合物和氰酸酯类形状记忆聚合物中均可添加碳纳米材料，例如添加碳纳米管，由于碳纳米管的优良特性，使得形状记忆聚合物试件表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给形状记忆聚合物试件的性能带来极大的改善，再者碳纳米管有利于形状记忆聚合物试件接受电激励等激励方式实现变形过程；同时也可添加碳纤维、玻璃纤维、氨纶纤维和芳纶纤维中的一种或多种作为增强相来提高形状记忆聚合物试件的强度和韧性，其中，当增强相为混合物时，增强相的各组成之间的比例任意。

具体地，根据选定的形状记忆聚合物试件确定形状记忆聚合物试件的制备工艺和固化方式，制备工艺包括：拉挤成型、模压成型和浇注成型，固化方式包括：常温固化和高温固化。以拉挤成型制备工艺为例，主要步骤分为：浸润，成型，固化/冷却；在牵引设备的作用下，将浸渍树脂的连续纤维或其织物通过成型模加热时树脂固化，从而制备出形状记忆聚合物试件；拉挤成型制备工艺属于经济且性能优异的制备工艺，制备出的形状记忆聚合物试件具有较高的强度。常温固化的温度范围在15-30℃，优选为20-25℃，高温固化的温度范围在35-300℃。采用多种制备工艺和固化方式，有利于针对不同的应用场景制备适应的形状记忆聚合物试件。

具体地，对上述制备形状记忆聚合物试件的具体过程作进一步说明，形状记忆聚合物材料在温度激励下温度达到玻璃化转变温度，在形状记忆聚合物材料中加入固化剂，将形状记忆聚合物材料放在模具中固化并冷却至室温，从而得到与模具形状相匹配的具有一定形状的初始试件，此时的初始试件处于初始状态；将初始试件置于相同的温度激励条件下，在初始试件温度达到玻璃化转变温度时，通过外力将初始试件保持在需要的形状并冷却至室温，从而制备出处于形变状态的形状记忆聚合物试件。以实际生产应用为例，该形状记忆聚合物试件可用在包括保险门的锁紧装置等诸多领域，在本发明之后的说明中，会涉及形状记忆聚合物试件与面部识别的结合应用，即在实际生产应用中，通过面部识别对形状记忆聚合物试件进行驱动变形，能够实现对包括保险门的锁紧装置在内的加密装置的解锁过程，从而提高加密保险环节的准确性及保密性。

具体地，驱动方法包括：采集面部信息，将面部信息与面部识别系统中已获授权的面部信息比对；面部信息比对结果一致，则所述面部识别系统输出信号至激励系统，所述激励系统激励形状记忆聚合物试件由形变状态变形至初始状态，面部信息比对结果不一致，则所述面部识别系统等待下次面部信息的采集及比对。其中，面部识别驱动装置包括面部识别系统、控制系统和激励系统；更进一步地，面部识别系统包括报警系统，当面部信息比对结果多次(两次及以上，例如三次，则表示在第三次比对结果不一致时)不一致时，面部识别系统输出报警指令至控制系统，控制系统输出高电位，报警系统接通并将报警信号告知管理人员。通过面部识别技术和形状记忆聚合物变形驱动的结合，使得形状记忆聚合物变形驱动具有非接触性、准确性及高保密性的特点。

进一步地，控制系统包括单片机，单片机在接收到面部识别系统的驱动指令后，输出高电位控制激励系统中的继电器闭合从而使得激励系统接通，控制方式简单；其中，激励系统对形状记忆聚合物试件的激励方式包括电激励、磁激励、溶液激励和温度激励中的一种或多种，方式多样化，可根据不同的材料选择不同的激励方式。以温度激励方式为例，在形状记忆聚合物试件的表面黏贴电阻器件对形状记忆聚合物试件进行加热，形状记忆聚合物试件达到玻璃化转变温度，形状记忆聚合物试件回复至原始状态，简单有效。以形状记忆聚合物试件应用在保险门的锁紧装置为例，面部识别系统识别出已获授权的面部信息后，激励系统对锁紧装置进行温度激励从而将锁紧装置打开，有利于提高加密保险环节的准确性及保密性。需要说明的是，面部识别系统对控制系统，控制系统对激励系统的调控方式不限于上述说明中的情况，例如面部识别系统可与控制系统一体化，即将面部识别系统和控制系统合为一个整体；例如面部识别系统可通过物理手段之间对激励系统实现控制；例如控制系统通过芯片等对激励系统进行控制，不限于上述提到的单片机；除上述提到的方案，应当说明的是，其它能够实现面部识别系统到激励系统从而实现对形状记忆聚合物试件变形的方案均在本发明的保护范围内。

进一步地，结合图3所示，上述步骤中，在对面部信息进行比对前，需要在面部识别系统中提前录入授权的面部信息，具体过程包括：通过面部信息捕获装置采集已获授权人的面部信息并储存在面部识别系统中；在采集面部信息后，将采集的面部信息与面部识别系统中已获授权的面部信息比对；已获授权的面部信息储存在包括芯片在内的各种储存介质中，在进行面部信息比对前从储存介质中将已获授权的面部信息提取并与实时采集的面部信息进行比对，安全有效。

进一步地，上述步骤中，已获授权的面部信息上传至局域网或互联网数据库，每次面部信息比对时，将实时采集的面部信息上传至局域网或互联网，与局域网或互联网数据库中已获授权的面部信息进行比对。通过局域网或互联网实现面部信息的共享，从而构建面部信息网络，实现面部信息识别的全网覆盖。

采用本发明上述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法，优势在于：

(1)本发明创新性地将面部识别技术应用在形状记忆聚合物的变形驱动领域，使得形状记忆聚合物的变形驱动具有非接触性、准确性及高保密性的特点。

(2)人的面部特征与其它类别的生物特征一样与生俱来，具有唯一性和不易被复制的优良特性，本发明将面部识别与形状记忆相结合，只有已获授权的面部信息才能驱动形状记忆聚合物变形，有效解决了形状记忆聚合物的解锁及安全性问题。

(3)由于面部识别技术的高精度和高保密性特点，本发明的形状记忆聚合物及基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动方法可应用在包括保险柜的锁紧装置在内的多种安全保险装置，也可以应用在高精密仪器的调控装置等领域。

进一步地，结合图3所示，本发明还提供一种基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动装置，用于实现上述任一所述的驱动方法，包括面部识别系统、控制系统和激励系统；所述面部识别系统将采集的面部信息与已获授权的面部信息进行比对，并输出驱动指令至所述控制系统；所述控制系统接收所述面部识别系统的驱动指令，并控制所述激励系统开启；所述激励系统对形状记忆聚合物试件激励，激励所述形状记忆聚合物试件由形变状态变形至初始状态。

本发明所述的基于面部识别的形状记忆聚合物的驱动装置与上述驱动方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。