MIT研發超柔軟感知薄片！誤差不到0.5公分、復健遊戲都能用

4 11 月, 2026

2026/11/04

圖文引用自：www.techbang.com

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、虛擬實境以及物理復健等場景。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 公分以內。

團隊成員、MIT 機械工程研究生余啟凡（Qifan Yu，音譯）表示，傳統剛性感測器方案誤差大約在 1 至 2 公分，該成果「至少和現有技術處於同一水準」。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。

用光纖彎曲損耗推算形狀，取代玻璃纖芯

這項研究對應的論文《透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。光波導可以感知雙向彎曲，陣列排布設計用於識別各類形態。光纖信號組合採集的方式減少了所需感測元件數量，同時提升抗毀損能力。光纖還能感知壓力，因此可以檢測外力。在復健演示中，它可以識別按壓在前臂上的動作。

一般光纖由透光纖芯與包裹纖芯的包層構成，光纖彎曲時抵達遠端的光通量會下降；透過測量輸出光強，就可以推算彎曲程度。MIT 對此做了改進：使用柔性橡膠纖芯取代玻璃纖芯，並採用黑色染料包層。光纖一側經過刻意粗糙化處理，當光纖向該側或另一側彎曲時，光損耗量各不相同，由此實現方向感知。

大量這類光纖被嵌入矽膠薄片，每根光纖一端搭載 LED 光源，另一端配備光感測器。感測本體完全柔軟，但整片薄片整體不具備拉伸性。外置電路板負責採集數據，演算法將數據還原出薄片完整三維外形。這套原型包含 14 根波導，每根長 160 毫米，分為兩層、每層 7 根，以鋸齒形排布在一塊 16×16×0.5 公分的矽膠片內。三維重建在 MATLAB 中執行，每秒大約完成 3 次。