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      專題欄目:ARVRMR虛擬現實

      康奈爾可拉伸傳感器可重新定義軟機器人和虛擬現實技術

      康奈爾大學的研究人員利用廉價的LED和染料創造了一種光纖傳感器,最終制造出一種可拉伸的皮膚狀材料,能夠檢測變形,包括壓力、彎曲和應變。該傳感器可以參與實現軟性機器人系統應用,并可能助力增強現實技術,因為軟性可穿戴傳感器可以讓增強現實用戶感受到與現實世界類似的感覺。

      該技術還有其他應用,研究人員目前正致力于將該技術商業化,用于物理治療和運動醫學。他們的工作建立在之前Rob Shepherd實驗室創建的可拉伸傳感器工作的基礎上。

      早期的可拉伸傳感器技術出現于2016年,使用通過光波導和光電二極管發送的光來檢測光束強度的變化,以確定材料是否變形。對于新項目,研究人員Hedan Bai從基于二氧化硅的分布式光纖傳感器中獲得靈感,該傳感器能夠檢測微小的波長變化,以此來識別多種屬性,包括濕度、溫度和應變的變化。

      然而,硅纖維與柔軟和可拉伸的電子產品不兼容,解決的辦法是制作一種用于多模態傳感的可拉伸光導(SLIMS)傳感器。這是內置一對聚氨酯彈性體芯子的管路,其中一個芯是透明的,另一個芯在多個位置填充了吸收染料,并連接到一個LED,每個芯都連接著一個紅綠藍傳感器芯片,能夠記錄光的光路的幾何變化。

      雙核心設計增加了傳感器可用于檢測一系列變形的輸出數量,包括壓力、彎曲或伸長,它通過點亮作為空間編碼器的染料來指示變形。該技術與一個數學模型相配合,能夠將不同的變形解耦,并精確地確定它們的確切位置和幅度。這種傳感器可以使用分辨率較低的小型光電子器件工作,使其成本更低,更容易制造和集成到系統中。

      這種傳感器還可以被整合到機器人的手部,例如VR/AR用戶的可穿戴手套中。

      來源:cnBeta

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