同轴水凝胶光纤

无干扰触觉感知

通过同轴结构将压力和温度信号分别在光子与离子通道中独立传输，同时兼顾机械拉伸性、低损耗导光和环境稳定性，克服了水凝胶光纤长期存在的性能折衷。

Xuyao, Zhou · Yiqin, Guo · Chen, Zhenyu · Weiting, Chen · Penglin, Lyu · Tingli, Hu · Qin, Yuzhi · Yupeng, Guo · Wenqi, Han · Fang, Bo · Huang, Xiongjiang · 甘久林 · 杨中民

Advanced Materials 2026

参数信息

响应时间

<10 ms

手势识别准确率

99.21 %

多模态物体分类准确率

99.22 %

技术优势

压力温度互不干扰

同轴光纤中压力和温度信号分别通过独立的光子和离子通道传输，实现干扰无关的多模态传感。

兼具拉伸与低损耗导光

通过连续同轴纺丝与原位光聚合构筑折射率匹配的纤芯-包层光纤，克服了水凝胶光纤中机械拉伸性、低损耗导光与环境鲁棒性之间的权衡。

响应快于10毫秒

组装传感皮肤实现高压力和温度灵敏度，响应时间低于10 ms，超越现有基准。

识别率高

与柔性印刷电路和机器学习架构集成，实现自适应手势识别（99.21%）和多模态物体分类（99.22%）。

应用场景

• 电子皮肤：提供抗电磁干扰的柔性触觉传感皮肤，用于机器人或人体表面
• 可穿戴触觉界面：可穿戴设备中实现无串扰的压力与温度感知
• 手势识别人机交互：高精度识别手势，用于无线控制和人机交互
• 柔性传感阵列：光纤可集成成柔性阵列，实现分布式触觉感知
• 触觉感知智能系统：与机器学习结合，完成物体分类等智能触觉任务