柔性触觉传感器在智能机器人、人机交互和可穿戴技术等领域得到了广泛的应用。具有多轴力感知的触觉传感器对于人类和机器人准确识别和操纵物体至关重要。通常，基于柔性电子的多轴力传感器（MAFS）通过利用立体交错结构、互锁微观结构（例如金字塔、半球）、交叉层压结构和平面传感阵列而取得了进步。尽管它们通过监测接触区域的不同变形或层间的相对运动成功地检测到了法向力和剪切力，但信号串扰和结构复杂性等问题仍然阻碍了它们的广泛使用。或者，各向异性材料（例如Janus薄膜）和结构提供了一种有效的方案来构建具有矢量力检测能力的电子和光学触觉传感器。

近年来，光学触觉传感器因其电气安全、化学惰性、高灵敏度和灵活性等特殊优点而引起了越来越多的关注。波长标度直径的光学微/纳米纤维（MNF）具有最小的传输损耗（例如，⁻¹）、高机械强度（例如，抗拉强度>5 GPa）和与标准光纤的兼容性。特别是，MNF外的强渐逝场使其成为开发高性能触觉传感器的有前景的候选者，这些传感器可以检测微妙的压力、材料硬度和表面纹理。

本文亮点

1. 本工作报道了一种由U形光学微/纳米纤维（MNF）实现的柔性多轴力传感器。MNF嵌入顶部有圆顶状突起的弹性体薄膜中。当突起受到矢量力时，嵌入的MNF会发生各向异性变形，从而产生光透射的时间分辨变化。

2. 法向力和剪切力的检测灵敏度分别达到50.7 dB N⁻¹（14%kPa⁻¹）和82.2 dB N−1（21%kPa⁻²）。

3. 作为概念验证应用，纹理和浮雕模式识别的触觉可视化以160 µm的空间分辨率实现。

来源：传感器专家网