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
Ava应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
田様应助科研通管家采纳,获得10
刚刚
生如虾滑完成签到 ,获得积分10
刚刚
gkkkkk发布了新的文献求助10
1秒前
健忘怜雪发布了新的文献求助10
2秒前
抹茶卷完成签到 ,获得积分10
2秒前
你好呀发布了新的文献求助10
2秒前
爵士黄瓜完成签到,获得积分10
2秒前
迷人的保温杯完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
林子涵发布了新的文献求助10
5秒前
Mse发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
wangwangwang发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.3应助LYCORIS采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
韩文博完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
打打应助一眼云烟采纳,获得10
8秒前
缥缈的断天完成签到,获得积分10
9秒前
彭于晏应助咕咕采纳,获得10
10秒前
kingxc发布了新的文献求助10
10秒前
4123658发布了新的文献求助10
10秒前
KL完成签到,获得积分10
10秒前
WangTH发布了新的文献求助10
10秒前
respectzero完成签到,获得积分10
11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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 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 6032844
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7723485
关于积分的说明 16201617
捐赠科研通 5179508
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2771865
邀请新用户注册赠送积分活动 1755122
关于科研通互助平台的介绍 1640064