Desenvolvimento de sistema de sensoriamento tátil baseado em fibras ópticas para aplicações em mecatrônica

• Processo: 14/25080-0
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de junho de 2015 - 31 de maio de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: Eric Fujiwara
• Beneficiário: Eric Fujiwara
• Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesq. associados: Carlos Kenichi Suzuki ; Delson Torikai ; Niederauer Mastelari
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/13803-0 - Fabricação de transdutores optomecânicos e montagem de bancadas para caracterização de sensores táteis, BP.TT
• Assunto(s): Mecatrônica Fibra óptica Sensores ópticos Interação homem-máquina Percepção do tato

Resumo

Sensores de tato são essenciais na implementação de sistemas mecatrônicos avançados, seja em robótica, realidade virtual ou aplicações médicas, proporcionando a medição pontual ou distribuída por meio do contato físico entre o sensor e o objeto. Contudo, embora diversas tecnologias de sensoriamento tátil (baseadas em princípios resistivos, capacitivos, ópticos e magnéticos) tenham sido propostas, tais dispositivos apresentam limitações em termos de desempenho, custo e robustez. Deste modo, sensores de fibra óptica figuram como uma alternativa promissora, apresentando alta sensibilidade, tamanho compacto e possibilidade de sensoriamento distribuído. Neste contexto, o Projeto de Pesquisa propõe o desenvolvimento de sensores táteis de fibra óptica baseados em 3 princípios de medição: intensidade, espectro e análise de specklegrams. Os transdutores serão integrados a sistemas opto-eletrônicos para interrogação de sinais, e os sensores (pontuais ou distribuídos) serão caracterizados em termos de resposta estática e dinâmica. Uma vez determinadas as curvas de calibração, as informações provenientes dos sensores serão processadas por algoritmos inteligentes, e então apresentadas ao usuário através de um software com interface gráfica. Adicionalmente, é prevista a utilização das tecnologias desenvolvidas em conjunto com sensores baseados em luva, almejando aplicações em navegação háptica e reabilitação de pacientes. O projeto proporcionará uma tecnologia de sensoriamento de alta sensibilidade, robustez e baixo custo de implementação, trazendo ganhos para as áreas de fotônica, robótica e automação no país, além de resultados acadêmicos relevantes em termos de originalidade e interdisciplinaridade. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FUJIWARA, ERIC; SUZUKI, CARLOS KENICHI. Optical Fiber Force Myography Sensor for Identification of Hand Postures. JOURNAL OF SENSORS, 2018. (14/25080-0)

FUJIWARA, ERIC; WU, YU TZU; MARQUES DOS SANTOS, MURILO FERREIRA; SCHENKEL, EGONT ALEXANDRE; SUZUKI, CARLOS KENICHI. Development of a tactile sensor based on optical fiber specklegram analysis and sensor data fusion technique. SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL, v. 263, p. 677-686, AUG 15 2017. (14/25080-0)

FUJIWARA, ERIC; MARQUES DOS SANTOS, MURILO FERREIRA; SUZUKI, CARLOS KENICHI. Optical fiber specklegram sensor analysis by speckle pattern division. APPLIED OPTICS, v. 56, n. 6, p. 1585-1590, FEB 20 2017. (14/25080-0)

FUJIWARA, ERIC; WU, YU TZU; SANTOS, MURILO F. M.; SCHENKEL, EGONT A.; SUZUKI, CARLOS K.. Optical Fiber Specklegram Sensor for Measurement of Force Myography Signals. IEEE SENSORS JOURNAL, v. 17, n. 4, p. 951-958, FEB 15 2017. (14/25080-0, 15/01820-7)