MIT研发柔性3D感知皮肤 误差低于0.5厘米 可用于VR手套与康复设备

麻省理工学院（MIT）机械工程系团队开发出一种新型柔性3D形状感知皮肤，通过将数十根特制光学波导光纤嵌入硅胶基底，实现无需外部摄像头即可实时重建自身三维形变并同步感知外部触压。该技术采用橡胶芯+黑色染料包层光纤结构，单侧微粗糙表面设计使光纤具备双向弯曲判别能力——可区分弯曲方向，显著提升空间精度。实验显示，对模拟手指屈伸、前臂扭转等动作的三维重建均方根误差稳定在0.28至0.45厘米，整体低于0.5厘米，优于多数刚性传感器系统。系统还具备压力感知功能，能通过光信号特征差异区分弯曲与按压，在前臂康复演示中成功量化治疗师施加的力位信息。得益于波导阵列冗余设计，即使部分光纤断裂，其余通道仍可协同完成形状重建，展现高鲁棒性。该皮肤功耗低、延迟小，适合穿戴式实时应用，优先落地场景包括VR/游戏手套手部高精度追踪、物理治疗中关节活动与肌肉发力量化评估，以及机器人灵巧操作触觉反馈。目前面临光纤直径偏大、量产成本与材料老化等工程挑战，团队正推进排布密度优化、多模态传感拓展及边缘计算集成，专利已提交，拟于2027年进入临床试验与开发者套件阶段。