近日，上海交通大学公共卫生学院叶萃研究团队（柔性传感与主动健康课题组）联合王慧教授在国际学术期刊Wearable Electronics（IF=12.0，JCR Q1）发表最新综述论文 《Flexible biointegrated multimodal sensing systems for human health, plants and environments》。该综述聚焦柔性多模态传感技术在真实应用场景中的可信感知与系统可靠性，提出多模态融合是提升复杂环境下状态解析能力的关键路径。通过整合物理、电生理、生化及环境相关信号，利用跨模态互补、交叉验证与动态校准机制，实现对目标状态变化与背景扰动因素的有效解析，并进一步构建面向人类健康、植物生理及环境连续监测的柔性传感系统框架。

图1Wearable Electronics期刊官网online

随着柔性电子与界面传感技术的快速发展，柔性传感的应用已由人体生理信息的连续、原位监测逐步拓展至植物生理状态和环境动态变化感知。然而，在真实应用场景中，机械形变、环境波动、界面变化以及个体或样本差异等因素均可能影响传感响应，使单一模态信息难以实现复杂动态条件下目标状态的准确解析。因此，柔性传感领域的研究重点正由单纯提升信号采集能力，逐步转向提高感知可靠性、增强数据解释能力及实现系统级智能化分析。该综述系统梳理了物理、电生理、生化及环境相关传感技术的代表性进展与信号转导机制，并总结了多模态融合与校准、自供能与低功耗管理、界面稳定性、信号链集成及智能数据处理等关键设计要素，进一步明确了柔性多模态传感由器件性能优化向系统级协同设计演进过程中面临的核心挑战。

在应用层面，该综述系统总结了柔性多模态传感在人类健康、植物及环境监测领域的代表性进展。在人体健康监测方面，柔性传感平台已覆盖汗液、泪液、唾液、呼出气冷凝液及创面渗出液等多种生物界面，并结合温度、pH、流体动力学参数及电生理信号等辅助信息，实现对生化检测结果的动态校准与状态解析。在植物与环境监测方面，柔性多模态传感技术已拓展至植物生理状态、气体与湿度变化、水体离子以及污染物等目标的原位连续监测。综述进一步比较了不同应用场景在机械适配、样本获取、环境补偿和长期运行等方面的差异化需求，揭示了柔性多模态传感在不同生物与生态界面中的设计原则与发展方向。

该综述进一步凝练了柔性多模态传感从实验室验证走向真实应用过程中面临的关键科学与工程挑战，包括长期界面稳定性、能源自主性、跨模态信号干扰、规模化制造以及数据模型泛化能力等。文章提出，将电化学动力学、质量传输以及生理、生态和环境过程中的先验机制融入数据驱动分析框架，是提升多源信息解析能力、增强模型可解释性和跨场景适应性的关键方向。未来，随着柔性能源、无线互联和人工智能技术的发展，柔性多模态传感系统有望实现长期自主运行，并推动“感知—计算—决策”闭环体系在主动健康、智慧农业和环境监测等领域的发展。

图2柔性传感技术在人类健康、植物与环境监测中的代表性应用场景

本研究依托上海交通大学公共卫生学院在公共卫生与智能健康交叉领域的研究基础，由叶萃研究员组建的“柔性传感与主动健康”课题组牵头开展。团队围绕柔性多模态传感技术在人类健康、植物生理及环境状态监测中的应用开展系统研究，构建了面向多场景连续感知与智能解析的技术框架。论文共同第一作者为上海交通大学公共卫生学院2025级硕士研究生王傲、博士后刘可为，论文共同通讯作者为叶萃研究员、王慧教授，王慧教授作为共同通讯作者，在研究方向凝练及交叉学科发展等方面给予了重要支持。本研究获得了上海市白玉兰浦江项目、国家自然科学基金面上项目、中国博士后科学基金特别资助等项目资助。