日本团队研发高灵敏柔性光学传感器,响应仅33毫秒
日本庆应义塾大学的研究团队近日在《光学快报》上发表了一项创新成果:他们成功开发出一种柔性光学触觉传感器,能够同步感知压力的位置与大小,并兼具高灵敏度与优异稳定性,其响应时间最快可达33毫秒。该技术有望应用于下一代机器人触觉系统、高精度医疗检测设备以及反应更敏捷的可穿戴电子产品中。
研究团队制作出一款尺寸为5厘米×1.5厘米、厚度仅500微米的四通道光学触觉传感器。该器件能以约1.5毫米的空间分辨率准确识别压力位置,其多通道光学结构支持在多个区域同时进行压力感知,并具备良好的扩展潜力。
以往的触觉传感器多将商用玻璃光纤嵌入聚合物中实现感知,但这类设计通常局限于单一信号路径,若扩展为多通道则需依赖复杂且缺乏柔性的硬质布线。为解决该问题,团队采用自主研发的“蚊针法”制备聚合物光波导——借助注射器将液态树脂单体注入另一种液体中,再通过紫外线固化成型,一步完成将聚合物芯层嵌入柔性硅橡胶基片的过程。
这一方法显著提高了光波导结构的设计灵活性。研究人员还可通过调整纤芯尺寸与光学约束能力,实现对传感器灵敏度的精确调控。
在性能测试中,团队通过手指或测力计对传感器施加压力,并实时监测其光输出变化。实验表明,该传感器可识别相当于触控智能手机屏幕所需的指尖压力,灵敏度达到8.7—10.9dB/MPa,并能在33毫秒内捕捉光强变化。在多次重复实验中,器件仍保持稳定性能,展现出良好的可靠性与重复性。
该类传感器未来可赋予机器人系统更精细的触觉感知能力,提升人机协作的安全性与自然性。在医疗领域,它还可集成于仿生假肢,为用户提供实时触觉反馈,从而实现更精准、更自然的动作控制。
更多文章
-
AI算力催生供电新赛道 模块化电源设备迎风口
一、小型设备填补供应缺口为满足爆发式增长的AI算力需求,数据中心正积极寻求替代供电方案。小型燃气轮机与燃料电池制造商异军突起,成为这一轮能源竞赛中的黑马。面对传统大型燃气轮机长达数年的交付周期,科技企业将目光转向了交付迅捷的模块化发电设备。以燃料电池见长的布鲁姆能源公司股价实现爆发式增长,其与多家电力
-
智慧警务构筑立体安防 科技手段护航城市平安
一、“无人机+警务”织密景区安全防护网在哈尔滨知名景区及人流密集区域,公安机关创新引入警用无人机系统,构建空地协同的安防新模式。道里公安分局通过配备专业飞行装备、培养技术骨干,建立起现代化的警用航空工作体系。无人机凭借其广阔视野与快速机动特性,在重点区域实施常态化空中巡查,实时监测人群密度与异常动态,
-
数字力量激活嘉兴新貌:借智升级 融合创新引领未来
一、新技术:智能内核 催生发展动能在嘉兴南湖高新区的一处现代化车间中,工程师们正专注地将标准化组件拼装成微缩卫星。这些精巧的设备重量仅约20公斤,却具备不亚于传统大型卫星的功能。星众空间(嘉兴)科技股份有限公司正是这一领域的探索者。企业负责人介绍,团队正致力于构建一个由百余颗微型遥感卫星组成的空间观测网
-
校地协同激发西安科创活力 实验室成果加速迈向产业
西安以高校与地方融合发展为突破口,激发科技创新活力,推动实验室成果向产业应用转化。位于西部科技创新港的实验楼内,高端科研设备持续运行,工程师们专注分析数据——这不是传统意义上的封闭实验室,而是面向社会开放的共享平台。近年来,通过深化校地协同,一批高技术成果从校园走向生产线,成为拉动区域高质量发展的核
-
人工智能赋能医疗领域 我国明确智慧健康发展路径
为推进人工智能与医疗健康领域的深度融合,国家卫健委联合发改委等五部门近日共同印发《关于促进和规范“人工智能+医疗卫生”应用发展的实施意见》,明确以智能技术推动卫生健康事业向更高质量迈进,持续提升全民健康服务水平。这份文件既是技术应用的实施指南,也承载着增进民生福祉的郑重承诺。意见系统规划了“人工智能+
