Faseroptische Sensoren mit menschlicher Note

Es wurden faseroptische Sensoren entwickelt, die so empfindlich sind, dass sie jeden Gegenstand erfassen können ohne seine strukturelle Integrität zu gefährden.

Faseroptische Sensoren sind eine Variation von optischen Fasern und wurden erstmals in den 1960ern mit dem Aufkommen der Lasertechnologie als Quelle kohärenten Lichts eingesetzt. Durch die Entwicklung von reinem Glas in den 1970ern sowie durch die Fortschritte bei Halbleiterlichtquellen und Detektoren in den 1980ern erfolgte die praktische Anwendung, und faseroptische Kommunikationstechnologien verbreiteten sich umfassend.

Etwas mehr als zwei Jahrzehnte später war ein deutsches Institut für Neuroinformatik in der Lage, eine neue Reihe von faseroptischen Sensoren zu entwickeln, die als taktile Sensoren für vielfältige Anwendungen wie zum Beispiel Robotergreifer genutzt werden können. Auf Grund ihrer hohen Empfindlichkeit können die Sensoren Annäherungen, Einschnittgeschwindigkeiten sowie winzige Vibrationen messen. Sie haben außerdem den Vorteil, dass sie mit statischen Sensoren kombiniert werden können.

Mit einem typischen Durchschnitt von ungefähr 120 Mikrometern kann die Funktionsweise der faseroptischen Sensoren mit der Empindlichkeit von Tasthaaren oder mit dem menschlichen Tastvermögen verglichen werden. Wenn also diese faseroptischen Sensoren zwischen einem Gegenstand und einem rezeptiven Sensorelement gekoppelt werden, verfügen Sie über extrem empfindliche Eigenschaften.

Das rezeptive Element besteht aus einem Plattenkondensator mit einem integrierten Feldeffekttransistor, während die obere flexible Platte durch eine Faser oder ein Faserbündel Kontakt mit dem Gegenstand aufbaut. Überdies unterliegt die Messung für die Vibrationserkennung keinen Einschränkungen, die örtliche Auflösung beträgt momentan 2 Quadratmeter und die Betriebsspannung liegt zwischen 5 und 25 Volt (DC).

Insgesamt lässt sich feststellen, dass diese Kopplungsmethode zu einigen sehr beachtlichen Sensoreigenschaften geführt hat. Das bedeutet, dass jetzt nahezu dynamische Berührungswirkungen aufgezeichnet werden können. Die Technologie wird in vielfältigen Marktbereichen verwendet. Dazu gehören zum Beispiel Telerobotik, Kollisionserkennung sowie Abtastung von Oberflächenstrukturen und Texturen.