FBG光纤张力感测连续体机器人

身体接触自估计

致动光纤集成FBG传感器，原位感知张力的同时估计机器人与环境多点接触的位置和力，无需对纤维与通道摩擦显式建模。

高安柱 · Lin, Zecai · Zhou, Cheng · Ai, Xiaojie · Huang, Bidan · 陈卫东 · 杨广中

IEEE Transactions on Robotics 2024

技术优势

不依赖摩擦建模

利用FBG直接测量每段致动力，避免纤维与导向通道间摩擦的显式建模。

多点接触定位

光束理论模型考虑分段差异和多纤维相互作用，可同时估计多个接触点的位置和力。

原位传感

致动光纤集成FBG，无需添加额外传感元件即可在驱动过程中实时感知。

应用场景

• 腔内介入连续体机器人：用于血管内手术实时监测接触，预防穿孔风险。
• 软体机器人接触感知：让软体机器人无需额外传感器即可感知与环境的接触。
• 光纤形状与力传感：利用光纤传感同时测量形状和力，适用于狭小空间。
• 具身触觉感知：为机器人提供本体触觉信息，支持安全交互。