Optical Microfibers for Sensing Proximity and Contact in Human–Machine Interfaces

材料科学 接近传感器 触觉传感器 超细纤维 光电子学 纳米技术 电子皮肤 声学 机器人 计算机科学 人工智能 物理 复合材料 操作系统
作者
Haitao Liu,Xingda Song,Xiaoyu Wang,Shuhao Wang,Ni Yao,Xiong Li,Wei Fang,Limin Tong,Lei Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:14 (12): 14447-14454 被引量:36
标识
DOI:10.1021/acsami.1c23716
摘要

The monitoring of proximity-contact events is essential for human-machine interactions, intelligent robots, and healthcare monitoring. We report a dual-modal sensor made with two functionalized optical microfibers (MFs), which is inspired by the somatosensory system of human skin. The integrated sensor with a hierarchical structure gradationally detects finger approaching and touching by measuring the relative humidity (RH) and force-triggered light intensity variations. Specifically, the RH sensory part shows enhanced evanescent absorption, achieving a sensitive RH measurement with a fast response (110 ms), a high resolution (0.11%RH), and a wide working range (10-100%RH). Enabled by the transition from guided modes into radiation modes of the waveguiding MF, the force sensory part exhibits a high sensitivity (6.2%/kPa) and a fast response (up to 1.5 kHz). By using a real-time data processing unit, the proximity-contact sensor (PCS) achieves continuous detection of the full-contact events, including finger approaching, contacting, pressing, releasing, and leaving. As a proof of concept, the electromagnetic-interference-free PCS enables a smart switch system to recognize the proximity and contact of bare/gloved fingers. Moreover, skin humidity detection and respiration monitoring are realized. These initial results pave the way toward a category of optical collaborative devices ranging from human-machine interfaces to multifunctional on-skin healthcare sensors.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
JamesPei应助紧张的乐蕊采纳,获得10
8秒前
从容道罡完成签到,获得积分10
8秒前
liran12319发布了新的文献求助10
9秒前
Pangolin完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
11秒前
水瓶完成签到,获得积分10
12秒前
小李子完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
青耕完成签到,获得积分10
14秒前
Young4399完成签到 ,获得积分10
16秒前
小小牛马发布了新的文献求助10
17秒前
所所应助唠叨的剑通采纳,获得10
18秒前
锋回露转123完成签到,获得积分10
18秒前
帕尼灬尼发布了新的文献求助30
19秒前
19秒前
林药师完成签到 ,获得积分10
21秒前
张三完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
星辰大海应助liran12319采纳,获得10
24秒前
山长子完成签到,获得积分10
24秒前
白石杏完成签到,获得积分10
25秒前
情怀应助人间理想采纳,获得20
26秒前
VitoLi发布了新的文献求助10
26秒前
科研通AI6.1应助王世俊采纳,获得10
30秒前
32秒前
33秒前
快快乐乐巴完成签到,获得积分10
33秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
34秒前
34秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
34秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
34秒前
灌水英雄应助科研通管家采纳,获得30
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 2000
Cronologia da história de Macau 1600
Developmental Peace: Theorizing China’s Approach to International Peacebuilding 1000
Traitements Prothétiques et Implantaires de l'Édenté total 2.0 1000
Earth System Geophysics 1000
Bioseparations Science and Engineering Third Edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6131541
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7959022
关于积分的说明 16515685
捐赠科研通 5248775
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2803033
邀请新用户注册赠送积分活动 1784035
关于科研通互助平台的介绍 1655139