基于光纤感知的软机械臂姿态重构方法研究

《Scientific Reports》：Research on the pose reconstruction method of soft mechanical arm based on fiber optic sensing

　　

摘要

软体机械臂因其高柔顺性和环境适应性，在微创手术、精密操作及特殊任务中展现出广阔的应用前景。然而，其连续变形特性对姿态感知和精确建模提出了挑战。本文提出了一种基于光纤布拉格光栅传感和可变曲率建模的软体机械臂姿态重构方法。构建了能够感知拉伸和弯曲组合变形的纤维传感网络，并利用粒子群优化算法对传感网络的位置分布进行了优化。数值仿真和实验结果表明，所提方法具有较高的重构精度，并显著降低了末端位置误差。研究成果为软体机械臂的高精度感知和闭环控制提供了有效的技术支持。