基于结构色视觉感知的无线柔性应变传感皮肤在康复机器人中的应用

为解决传统有线电子式柔性应变传感器灵活性受限与环境适应性不足的问题，来自国内的研究团队开展了基于结构色视觉的无线传感研究。该团队开发了一种可通过颜色变化直观反映应力应变的结构色传感皮肤，实验证明其能有效检测机械力与角度变化，为柔性机器人领域提供了创新性解决方案。

　　

柔性应变传感器（Flexible Strain Sensors）凭借卓越的可拉伸特性，已被广泛应用于可穿戴设备与机器人领域。然而现有设备多采用有线电子传感模式，存在灵活性不足与环境适应性受限的缺陷。为此，研究团队提出了一种基于结构色（Structural Color）的无线视觉传感方案。该结构色传感皮肤在应变从120%减小至0%的过程中，其光栅微结构周期性发生变化，反射光色调从124色相（红移，Redshift）转变为10色相。这种设计通过可见的颜色变化直观反映应力与应变状态，实现了无线传感功能。该皮肤被集成于气动康复手套表面，当机械手弯曲时，反射光色调从120色相（蓝移，Blueshift）转变为20色相。实验结果表明，该结构色传感皮肤能够有效检测机械力与角度变化，展现出在柔性机器人领域的巨大应用潜力。