觸覺感知能力，是機(jī)器人靈巧操控各種物體不可缺少的能力之一。市面上的大多數(shù)機(jī)械手都是通過機(jī)械化的方式，實(shí)現(xiàn)抓握和觸覺感知功能。而可拉伸的傳感器可以改變機(jī)器人的功能和感知方式，就像人的皮膚一樣柔軟敏感。

康奈爾大學(xué)的研究人員利用廉價(jià)的LED和染料創(chuàng)造了一種光纖傳感器，該傳感器可以精確檢測手指在做什么，這種能力可以徹底改變我們與虛擬現(xiàn)實(shí)中的模擬對象進(jìn)行交互的方式。

而這種可拉伸的皮膚狀材料，能夠檢測變形，包括壓力、彎曲和應(yīng)變。該傳感器可以參與實(shí)現(xiàn)軟性機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用，并可能助力增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，因?yàn)檐浶钥纱┐鱾鞲衅骺梢宰屧鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)用戶感受到與現(xiàn)實(shí)世界類似的感覺。

“ VR和AR的沉浸感基于運(yùn)動(dòng)捕捉，根本沒有觸摸?！睆氖率痔坠ぷ鞯目的螤柎髮W(xué)工程學(xué)教授羅布·謝潑德(Rob Shepard)在一份聲明中說。

“比方說，您希望擁有一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)仿真，該仿真教您如何修理汽車或更換輪胎。如果您戴著手套或可以測量壓力以及運(yùn)動(dòng)的東西，那么增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可視化可能會(huì)說：“轉(zhuǎn)動(dòng)然后停止，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。”

這種皮膚可以讓我們自己和機(jī)器以目前我們在手機(jī)中使用攝像頭的方式來測量觸覺互動(dòng)，使用視覺來衡量觸摸。

該技術(shù)還有其他應(yīng)用，研究人員目前正致力于將該技術(shù)商業(yè)化，用于物理治療和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)。他們的工作建立在之前Rob Shepherd實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建的可拉伸傳感器工作的基礎(chǔ)上。

新的傳感器由光纖傳感器制成，可以根據(jù)光的光學(xué)路徑告訴每個(gè)手指如何移動(dòng)。車載計(jì)算機(jī)將變形分類為有關(guān)您的手部活動(dòng)的詳細(xì)數(shù)據(jù)。該手套使用一些基本且非常便宜的技術(shù)：用于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃{(lán)牙，用于電源的鋰離子電池和多個(gè)LED。

“我們知道軟物質(zhì)可以以非常復(fù)雜的組合方式發(fā)生變形，并且同時(shí)發(fā)生了許多變形，”合著者Hedan Bai在聲明中說?！拔覀兿胍粋€(gè)可以將它們解耦的傳感器?！?

早期的可拉伸傳感器技術(shù)出現(xiàn)于2016年，使用通過光波導(dǎo)和光電二極管發(fā)送的光來檢測光束強(qiáng)度的變化，以確定材料是否變形。

對于新項(xiàng)目，研究人員Hedan Bai從基于二氧化硅的分布式光纖傳感器中獲得靈感，該傳感器能夠檢測微小的波長變化，以此來識別多種屬性，包括濕度、溫度和應(yīng)變的變化。

然而，硅纖維與柔軟和可拉伸的電子產(chǎn)品不兼容，解決的辦法是制作一種用于多模態(tài)傳感的可拉伸光導(dǎo)(SLIMS)傳感器。

這是內(nèi)置一對聚氨酯彈性體芯子的管路，其中一個(gè)芯是透明的，另一個(gè)芯在多個(gè)位置填充了吸收染料，并連接到一個(gè)LED，每個(gè)芯都連接著一個(gè)紅綠藍(lán)傳感器芯片，能夠記錄光的光路的幾何變化。

雙核心設(shè)計(jì)增加了傳感器可用于檢測一系列變形的輸出數(shù)量，包括壓力、彎曲或伸長，它通過點(diǎn)亮作為空間編碼器的染料來指示變形。

該技術(shù)與一個(gè)數(shù)學(xué)模型相配合，能夠?qū)⒉煌淖冃谓怦?，并精確地確定它們的確切位置和幅度。這種傳感器可以使用分辨率較低的小型光電子器件工作，使其成本更低，更容易制造和集成到系統(tǒng)中。

這種傳感器還可以被整合到機(jī)器人的手部，例如VR/AR用戶的可穿戴手套中。

研究人員現(xiàn)在正在研究該技術(shù)是否可以用于物理治療和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)。最大的希望可能是讓VR中的用戶與虛擬世界進(jìn)行令人信服的交互。