Soft tactile sensor의 원리: Optoelectric type

Optoelectric type은 빛을 매개로 외부의 압력을 측정하는 방식의 tactile sensor를 의미한다. 보통 빛을 만드는 light emitter, 빛이 통과하는 transmission medium, 통과해 온 빛을 측정하는 detector로 구성되어 있다.

위의 그림은 Optoelectric type의 pressure sensor의 한 예시를 나타낸 것이다. 센서의 왼쪽과 위쪽 부분에서 빛을 만들어서 보내주게 되면 가운데에 있는 PDMS를 통해서 빛이 전파되게 된다. 이렇게 전파된 빛은 센서의 오른쪽 및 아래쪽 부분에서 관측되게 된다.

센싱 원리는 위와 같다. Light emitter를 통해 생성된 빛은 waveguide를 통해 흐르게 된다. 만약 이때 외부의 압력에 의해 waveguide에 변화가 생기면 이 부분을 통과할 수 있는 빛의 mode 개수가 변화하게 된다. 따라서 빛의 세기 등이 달라지며 photodetector를 통해 이 변화를 관측하여 외부 압력을 관측하게 된다.

Optoelectric type tactile sensor는 다른 센서 방식에 비해 매우 뛰어난 민감도와 정확성을 갖는다는 장점이 있다. 하지만 매개채로 사용하는 빛을 만들어야하기 때문에 power consumption이 상대적으로 크다는 단점이 있다.

출처

[1] Hammock M et al., 2013, “25th anniversary article: The evolution of electronic skin(e-skin): a brief history design considerations, and recent progress”, Adv. Mater., 25, 5997-6038

[2] M. Ramuz et al., 2012 "Transparent, Optical, Pressure-Sensitive ArtificialSkin for Large-area Stretchable Electronics", Adv. Mater., 24, 3223-3227