10月19日消息，麻省理工學院（MIT）工程師研發出一款柔軟可穿戴的形狀感知薄片，能夠自主追蹤自身形變，可用於遊戲控制、虛擬現實以及物理康復治療等場景。這項技術利用光纖追蹤薄片本身的三維形態，實驗室測試中誤差控制在0.5厘米以內。團隊成員、MIT機械工程研究生余啟凡表示，傳統剛性傳感器方案誤差大約在1至2厘米，該成果「至少和現有技術處於同一水平」。薄片即便局部受損依舊可以工作，只是目前光纖的粗細程度還達不到服裝應用的理想狀態。
該研究對應論文《通過光波導陣列實現全柔性多功能形狀感知》近期發表於《Advanced Intelligent Systems》期刊。研究團隊用柔性橡膠纖芯替代玻璃纖芯，並採用黑色染料包層，對光纖一側刻意粗糙化處理，使光纖向不同方向彎曲時光損耗量各不相同，從而實現方向感知。大量光纖被嵌入矽膠薄片，每根光纖一端搭載LED光源，另一端配備光傳感器，外置電路板採集數據，算法還原出薄片完整三維外形。
原型包含14根波導，每根長160毫米，分兩層以鋸齒形排布在16×16×0.5厘米的矽膠片內，三維重建每秒約完成3次。仿真顯示，14根波導中最多3根失效時，誤差仍維持在0.3厘米以內。實體薄片在三個3D列印模具上的測試誤差分別為0.37厘米、0.28厘米和0.45厘米。
余啟凡表示，這套系統面向全柔性傳感面，在人體周邊使用時安全性更高。論文共同作者、MIT機械工程助理教授凱特琳·貝克爾稱，團隊希望開發工具，幫助物理治療師長期追蹤、量化患者康復進展。除此之外，該技術還可在虛擬現實中復刻人體動作、用於機器人遠程操控或軟體機器人。
研究人員計劃優先減薄薄片，當前1毫米粗的光纖未來有望做到幾十微米、細於人類髮絲，增加光纖數量後有望打造智能衣物;後續方向還包括採用更快求解方案、增加波導層數、開發可同時測量壓力與形態的薄片，以及研發可拉伸電子器件。
