【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】康奈爾大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種結(jié)合了低成本LED和染料的光纖傳感器，從而形成了可拉伸的“皮膚”，可檢測(cè)壓力，彎曲和應(yīng)變等變形。這種傳感器可以給軟機(jī)器人系統(tǒng)(以及使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的任何人)提供一種感受哺乳動(dòng)物在自然世界中航行所依賴的豐富，觸覺的能力。
 

　　由機(jī)械和航空航天工程副教授羅布·謝潑德(Rob Shepherd)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員正在致力于將物理療法和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的技術(shù)商業(yè)化。
 

　　他們的論文“可拉伸的分布式光纖傳感器”在《科學(xué)》雜志上發(fā)表。該論文的共同主要作者是博士生Hedan Bai和Shuo Li.
 

　　Bai從基于二氧化硅的分布式光纖傳感器中汲取了靈感，并開發(fā)了用于多模式傳感(SLIMS)的可拉伸光導(dǎo)。該長(zhǎng)管包含一對(duì)聚氨酯彈性體芯。一個(gè)核心是透明的；另一個(gè)在多個(gè)位置填充有吸收染料，并連接到LED.每個(gè)核心與一個(gè)紅-綠-藍(lán)傳感器芯片耦合，以記錄光的光路中的幾何變化。
 

　　研究人員設(shè)計(jì)了一種3D打印手套，每個(gè)手指都帶有一個(gè)SLIMS傳感器。該手套由鋰電池供電并配備了藍(lán)牙，因此可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紹ai設(shè)計(jì)的基本軟件，該軟件可以實(shí)時(shí)重建手套的運(yùn)動(dòng)和變形。
 

　　謝潑德說(shuō)：“目前，傳感主要依靠視覺來(lái)完成。” “我們幾乎從來(lái)沒有在現(xiàn)實(shí)生活中測(cè)量過(guò)觸摸。這種皮膚可以讓我們和機(jī)器以目前我們?cè)谑謾C(jī)中使用攝像頭的方式來(lái)測(cè)量觸覺交互。它是通過(guò)視覺來(lái)測(cè)量觸摸的。這是比較方便的一種可擴(kuò)展的實(shí)用方式。”
 

　　Bai和Shepherd正在與康奈爾大學(xué)技術(shù)許可中心合作，為該技術(shù)申請(qǐng)專利，并著眼于物理療法和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的應(yīng)用。這兩個(gè)領(lǐng)域都利用了運(yùn)動(dòng)跟蹤技術(shù)，但是直到現(xiàn)在還沒有捕獲力相互作用的能力。
 

　　研究人員還正在研究SLIMS傳感器可以增強(qiáng)虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的方式。
 

　　Shepherd說(shuō)：“ VR和AR沉浸是基于動(dòng)作捕捉的。觸摸幾乎不存在。” “假設(shè)您想進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)仿真，以教您如何修理汽車或更換輪胎。如果您戴著手套或可以測(cè)量壓力以及運(yùn)動(dòng)的東西，那么增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可視化可能會(huì)說(shuō)：'轉(zhuǎn)彎然后停下來(lái)，這樣就不會(huì)擰得太緊。” 目前沒有任何東西可以做到這一點(diǎn)，但這是做到這一點(diǎn)的途徑。”
 

　　該研究得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)的支持；空軍科學(xué)研究所；康奈爾技術(shù)加速與成熟；美國(guó)農(nóng)業(yè)部國(guó)家糧食與農(nóng)業(yè)研究所；和海軍研究辦公室。
 

　　研究人員利用了康奈爾大學(xué)納米級(jí)科學(xué)技術(shù)設(shè)施和康奈爾大學(xué)材料研究中心，兩者均由NSF支持。