柔性觸覺(jué)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(jué)傳感器對(duì)于人類和機(jī)器人準(zhǔn)確識(shí)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(guò)利用立體交錯(cuò)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(guò)監(jiān)測(cè)接觸區(qū)域的不同變形或?qū)娱g的相對(duì)運(yùn)動(dòng)成功地檢測(cè)到了法向力和剪切力，但信號(hào)串?dāng)_和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等問(wèn)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(lái)構(gòu)建具有矢量力檢測(cè)能力的電子和光學(xué)觸覺(jué)傳感器。

近年來(lái)，光學(xué)觸覺(jué)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(diǎn)而引起了越來(lái)越多的關(guān)注。波長(zhǎng)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(chǎng)使其成為開(kāi)發(fā)高性能觸覺(jué)傳感器的有前景的候選者，這些傳感器可以檢測(cè)微妙的壓力、材料硬度和表面紋理。

本文亮點(diǎn)

1. 本工作報(bào)道了一種由U形光學(xué)微/納米纖維（MNF）實(shí)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(shí)，嵌入的MNF會(huì)發(fā)生各向異性變形，從而產(chǎn)生光透射的時(shí)間分辨變化。

2. 法向力和剪切力的檢測(cè)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(yàn)證應(yīng)用，紋理和浮雕模式識(shí)別的觸覺(jué)可視化以160 µm的空間分辨率實(shí)現(xiàn)。

來(lái)源：傳感器專家網(wǎng)