康奈尔可拉伸传感器可以重新定义软机器人和虚拟现实

康奈尔大学的研究人员利用廉价的 LED 和染料创造了一种光纤传感器，这种传感器产生了一种可拉伸的皮肤状材料，能够检测变形，包括压力、弯曲和应变。该传感器可以具有软机器人系统应用，并且可以改变增强现实技术的游戏规则。柔软的可穿戴传感器可以让增强现实用户感受到与现实世界相似的感觉。

该技术还有其他应用，研究人员目前正致力于将该技术商业化，用于物理治疗和运动医学。他们的工作建立在 Rob Shepherd 实验室创建的先前可拉伸传感器工作的基础上，Rob Shepherd 也领导了该团队进行了新的研究。

较早的可拉伸传感器是在 2016 年创建的，它使用通过光波导和光电二极管发送的光来检测光束强度的变化，以确定材料何时变形。对于这个新项目，研究员 Hedan Bai 从基于二氧化硅的分布式光纤传感器中汲取灵感，该传感器能够检测微小的波长变化，以此作为识别多种特性的一种方式，包括湿度、温度和应变的变化。

二氧化硅纤维与柔软且可拉伸的电子产品不兼容。解决方案是为多模态传感 (SLIMS) 传感器制作可拉伸的光导。那是一根包含一对聚氨酯弹性体芯的长管。一个核心是透明的，另一个在多个位置填充吸收染料并连接到 LED。每个核心都与一个红-绿-蓝传感器芯片耦合，能够记录光路中的几何变化。

使用双核设计增加了传感器可用于检测一系列变形(包括压力、弯曲或伸长)的输出数量。它通过点亮作为空间编码器的染料来指示变形。该技术与能够解耦不同变形并确定其确切位置和幅度的数学模型相结合。SLIM 传感器可以使用分辨率较低的小型光电器件工作，从而降低成本，更容易制造和集成到系统中。该传感器可以集成到机械手中，为 VR/AR 用户检测滑动或可穿戴手套。

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