柔性觸覺傳感器在智能機(jī)器人、人機(jī)交互和可穿戴技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。具有多軸力感知的觸覺傳感器對于人類和機(jī)器人準(zhǔn)確識別和操縱物體至關(guān)重要。通常，基于柔性電子的多軸力傳感器（MAFS）通過利用立體交錯結(jié)構(gòu)、互鎖微觀結(jié)構(gòu)（例如金字塔、半球）、交叉層壓結(jié)構(gòu)和平面?zhèn)鞲嘘嚵卸〉昧诉M(jìn)步。盡管它們通過監(jiān)測接觸區(qū)域的不同變形或?qū)娱g的相對運動成功地檢測到了法向力和剪切力，但信號串?dāng)_和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等問題仍然阻礙了它們的廣泛使用。或者，各向異性材料（例如Janus薄膜）和結(jié)構(gòu)提供了一種有效的方案來構(gòu)建具有矢量力檢測能力的電子和光學(xué)觸覺傳感器。

近年來，光學(xué)觸覺傳感器因其電氣安全、化學(xué)惰性、高靈敏度和靈活性等特殊優(yōu)點而引起了越來越多的關(guān)注。波長標(biāo)度直徑的光學(xué)微/納米纖維（MNF）具有最小的傳輸損耗（例如，^?1）、高機(jī)械強(qiáng)度（例如，抗拉強(qiáng)度>5 GPa）和與標(biāo)準(zhǔn)光纖的兼容性。特別是，MNF外的強(qiáng)漸逝場使其成為開發(fā)高性能觸覺傳感器的有前景的候選者，這些傳感器可以檢測微妙的壓力、材料硬度和表面紋理。

本文亮點

1. 本工作報道了一種由U形光學(xué)微/納米纖維（MNF）實現(xiàn)的柔性多軸力傳感器。MNF嵌入頂部有圓頂狀突起的彈性體薄膜中。當(dāng)突起受到矢量力時，嵌入的MNF會發(fā)生各向異性變形，從而產(chǎn)生光透射的時間分辨變化。

2. 法向力和剪切力的檢測靈敏度分別達(dá)到50.7 dB N^?1（14%kPa^?1）和82.2 dB N?1（21%kPa^?2）。

3. 作為概念驗證應(yīng)用，紋理和浮雕模式識別的觸覺可視化以160 µm的空間分辨率實現(xiàn)。

來源：傳感器專家網(wǎng)