Оптический датчик имитирует человеческое прикосновение

Построенная с использованием полимерных волноводов, встроенных в силикон, технология может трансформировать робототехнику, протезирование и носимые устройства следующего поколения, придавая машины тактильно ощущение, которое конкурирует с человеческим прикосновением.



Исследователи в Японии обнародовали гибкий оптический датчик сенсорного сенсора, который может измерить как местоположение, так и силу давления, отмечая потенциальный скачок вперед для робототехники, протезирования и носимой электроники.Сообщается в Optics Express, датчик тонкого пластины достигает высокой чувствительности и стабильности, предлагая тактильный интерфейс, который имитирует нюансированное чувство человеческого прикосновения.


Устройство, разработанное командой из Университета Кейо, использует силиконовую резину, встроенный с несколькими полимерными оптическими волноводами.В отличие от обычных конструкций, которые полагаются на один путь ввода-вывода, этот многоканальный подход позволяет датчику определять давление в нескольких пятнах одновременно.Прототип продемонстрировал пространственное разрешение около 1,5 мм в толщине всего 500 микрон и размером 5 x 1,5 сантиметров, продемонстрировало пространственное разрешение около 1,5 мм, чтобы обнаружить давление на уровне кончика пальца, аналогичное нажатию на экран смартфона.

Инновация зависит от метода изготовления комаров команды, в котором используется шприц для впрыскивания смолы в жидкий полимерный лист перед отверждением ультрафиолетового излучения.Этот процесс позволяет 3D -проводку оптических волноводов внутри гибких PDMS (полидиметилсилоксан), создавая тонкие световые пути, которые сгибаются при приложении давления.Полученные изменения интенсивности света показывают как силу, так и положение прикосновения.

Тесты показали, что датчик реагирует в пределах 33 миллисекунд, поддерживая чувствительность от 8,7 до 10,9 дБ/МПа, и оказалось устойчивым из -за повторного использования.В отличие от более ранних дизайнов, внедряющих жесткие стеклянные волокна, этот подход предлагает настраиваемую чувствительность и большую гибкость дизайна.Исследователи предполагают, что технология расширяет технологию до трехмерных перекрестных структур, улучшения разрешения и масштабирования ее для более крупных тактильных поверхностей высокой плотности.Помимо робототехники и протезирования, потенциальные приложения варьируются от хирургических инструментов, которые ощущают текстуру ткани до носимых устройств с обратной связью в реальном времени.


Поскольку тактильное зондирование становится центральным для интерфейсов следующего поколения, этот прогресс подчеркивает сдвиг: машины могут вскоре «чувствовать» с беспрецедентной точностью, размывая грань между искусственным и человеческим прикосновением.«Создавая несколько оптических каналов, мы открываем дверь к масштабируемым, высокоадалетируемым тактильным датчикам», - сказал ведущий проект Takaaki Ishigure.Такая технология, пояснил он, может предоставить роботам точное касание для более безопасного сотрудничества с человеком-роботом или предоставить пользователям протезов обратную связь ближе к естественным ощущениям.