3d-printed force sensitive structure using embedded long-period fiber grating
Publicado em Optics & Laser Technology, 2022
O problema
A robótica moderna exige sensores táteis precisos e eficientes para permitir que os robôs interajam com o ambiente de maneira segura e eficaz. Sensores tradicionais podem ser volumosos, caros e difíceis de integrar em estruturas complexas. Por outro lado, sensores a fibra óptica são pequenos como um fio de cabelo, sensível e são imunes a interferências eletromagnéticas.
Abordagem utilizada
Para solucionar este problema, desenvolvemos uma estrutura plástica feita com impressão 3d que é sensível à força. Este sensor tátil inovador e de baixo custo foi fabricado utilizando uma grade de fibra de longo período (LPG) incorporada na estrutura impressa em 3d. Essa abordagem combina a alta sensibilidade e a resistência a interferências eletromagnéticas dos sensores de fibra óptica com a flexibilidade e o baixo custo da impressão 3d.
Resultados
Nossos resultados demonstram que o sensor proposto possui alta sensibilidade à força (11.723 nm/N), excelente linearidade (99.28%), erro de medição subdecimal e ausência de deriva. Essas características o tornam ideal para aplicações em robótica, onde a precisão e a confiabilidade são essenciais.
Perspectivas
Esta pesquisa abre caminho para o desenvolvimento de uma nova geração de sensores táteis de baixo custo e alta performance, que podem ser facilmente integrados em robôs e próteses. A capacidade de personalizar a forma e a função do sensor através da impressão 3D oferece um enorme potencial para aplicações em diversas áreas, como medicina, indústria e exploração espacial.
Citação recomendada: Felipe Barino, Renato Faraco-Filho, Deivid Campos, Alexandre Santos, "3d-printed force sensitive structure using embedded long-period fiber grating." Optics & Laser Technology, 2022.