灵活的弧形微纤维布拉格格网格阵列 三维触觉传感器用于指尖信号检测和人类脉冲监测
Zongyu Chen1, Bo Dong1, Qi Shao1
1IOT Photonic Integrated Devices and Systems Laboratory, Shenzhen Technology University, Shenzhen 518118, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 31, 2024
概括
这项研究引入了一种新的灵活触觉传感器,使用微纤维布拉格格 (mFBG) 来进行指尖传感和脉冲监测. 传感器准确地检测力和生命体征,为机器人和医疗保健提供了切实可行的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传感器技术 传感器技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 传统的Fiber Bragg Grating (FBG) 传感器面临波长对温度交叉敏感性的挑战,影响性能.
- 开发强大而敏感的触觉传感器对于先进的机器人技术和非侵入性生命体征监测至关重要.
研究的目的:
- 介绍一个灵活的,弧形的微纤维布拉格格网 (mFBG) 阵列传感器,用于3D触觉和人类脉冲监测.
- 展示一种使用光强度变化的新型力测量方法,减轻温度交叉灵敏度.
- 为了验证传感器的性能,用于机器人感知和医疗保健中的实际应用.
主要方法:
- 制造一个弧形的聚 (二甲基西洛) (PDMS) 弹性体,嵌入一个三mFBG阵列.
- 利用mFBG的反射强度变化来区分正常,左和右的力量.
- 进行系统的实验,以评估力检测能力和脉冲监测准确度.
主要成果:
- 传感器成功地根据光强度的变化区分了正常,左和右的力量.
- 达到0.01N的最小力检测极限,显示出高灵敏度.
- 精确监测人类脉冲信号,验证其生物医学应用潜力.
- 基于强度的测量有效地避免了波长对温度的交叉敏感性.
结论:
- 开发的mFBG阵列传感器为3D触觉传感提供了简化,成本效益和可靠的解决方案.
- 它通过强度测量力和监测脉冲信号的能力为在机器人技术和生命体征检测中广泛使用铺平了道路.
- 这种传感器技术为未来在人机交互和非侵入性健康监测方面的进步提供了坚实的基础.
