광학 센서는 인간의 터치를 모방합니다

실리콘에 내장 된 중합체 도파관을 사용하여 제작 된이 기술은 기계에 인간의 접촉을 경쟁하는 촉각적인 감각을 제공함으로써 로봇 공학, 보철 및 차세대 웨어러블을 변형시킬 수 있습니다.



일본의 연구원들은 압력의 위치와 강도를 측정 할 수있는 유연한 광학 터치 센서를 공개하여 로봇 공학, 보철 및 웨어러블 전자 제품의 잠재적 도약을 표시했습니다.Optics Express에서보고 된 웨이퍼 층 센서는 높은 감도와 안정성을 달성하여 미묘한 인간의 터치 감각을 모방하는 촉각 인터페이스를 제공합니다.


Keio University 팀이 개발 한이 장치는 여러 중합체 광학 도파관이 포함 된 실리콘 고무를 사용합니다.단일 입력 출력 경로에 의존하는 기존의 설계와 달리이 멀티 채널 접근 방식은 센서가 여러 지점에서 동시에 압력을 정확히 찾아 낼 수 있도록합니다.단지 500 미크론 두께와 5 x 1.5 센티미터의 측정 에서이 프로토 타입은 약 1.5mm의 공간 해상도를 보여주었습니다. 스마트 폰 화면을 활용하는 것과 유사한 손가락 수준의 압력을 감지 할 수있을만큼 충분합니다.

혁신은 팀의 모기 제조 방법에 달려 있으며, 이는 주사기를 사용하여 UV 경화 전에 액체 중합체 시트에 수지를 주입합니다.이 공정은 유연한 PDM (폴리 디메틸 실록산) 내부의 광 도파관의 3D 배선을 허용하여 압력이 적용될 때 구부리는 얇은 경로를 만듭니다.빛 강도의 결과적인 변화는 터치의 힘과 위치를 모두 나타냅니다.

테스트는 33 밀리 초 이내에 반응하여 센서가 8.7 내지 10.9 dB/MPA 사이의 감도를 유지하고 반복적 인 사용에 대한 탄력성을 입증하는 것을 보여 주었다.강성 유리 섬유를 포함시키는 이전 설계와 달리,이 접근법은 조정 가능한 감도와 더 큰 설계 유연성을 제공합니다.연구원들은이 기술을 3D 파장 가이드 구조로 확장하여 해상도를 개선하고 더 큰 고밀도 촉각 표면을 위해 확장하는 것을 구상합니다.로봇 공학 및 보철물 외에도 잠재적 인 응용 분야는 조직 텍스처를 감지하는 수술 도구에서 실시간 압력 피드백을 통해 웨어러블 장치에 이르기까지 다양합니다.


촉각 감지가 차세대 인터페이스의 중심이 되면서이 발전은 교대를 강조합니다. 기계는 전례없는 정밀도로 곧“느낌”을 가할 수 있으며 인공적인 터치와 인간의 터치 사이의 경계를 흐리게합니다.Takaaki Ishigure 프로젝트는“여러 광학 채널을 만들어 확장 가능하고 적응할 수있는 촉각 센서의 문을 열고 있습니다.그는 이러한 기술은 더 안전한 인간 로봇 협력을위한 로봇 정밀도를 부여하거나 보철 사용자에게 자연적인 감각에 더 가까운 피드백을 제공 할 수 있다고 설명했다.