采用表面对称电极含金属芯聚偏氟乙烯(PVDF)纤维(SMPF)传感器, 代替人体纤毛细胞感受器, 设计制备了一种仿生半规管。根据压电方程和密度差理论, 建立仿生半规管的密度差感知机理理论模型。搭建了实验系统, 测试了传感器对仿生内淋巴液与仿生壶腹嵴之间密度差变化的感知功能。实验结果表明, 仿生壶腹嵴传感器在液体压力作用下可以产生相应的变形, 并且不同密度差下的响应幅值不同, 同时验证了人体半规管中, 当密度差足够大时, 半规管具有对直线加速度产生反应的能力。

模仿蜘蛛毛发感受器的结构和功能，设计制备了表面对称电极含金属芯聚偏二氟乙烯（PVDF）纤维（SMPF ）的简谐振动传感器。用挤压拉伸的方法制备纤维胚体，将纵向表面涂镀形状完全对称的导电胶作为外部电极，经过极化后，制备成SMPF简谐振动传感器。基于压电方程和振动理论，建立了悬臂梁结构的SMPF简谐振动传感器的理论模型，分析了传感信号与简谐振动角度和幅值的关系。将SMPF简谐振动传感器固定在基体上，搭建了实验系统，测试了SMPF简谐振动传感器对简谐振动的响应，验证了理论模型。结果表明，SMPF简谐振动传感器能够准确感知简谐振动的频率，传感信号和简谐振动的幅值呈线性关系，和振动方向成"8"字形关系，共振频率为15.6 Hz，灵敏度为0.019 pC/mm。该SMPF传感器能够测量简谐振动频率、 幅值或方向，具有广泛的工程应用前景。