Nowadays, a flexible tactile sensing is studied widely. Its main application is a smart skin and detection of pressure or force profile. Tactile sensors are a electric sensor with parallel circuit. A parallel circuit must have a complex wiring structure in a flexible sensor. The tactile sensor was studied using FBG (Fiber Bragg Grating). FBG is able to multiplex easily, a serial type and immune to electromagnetic environment. To make a flexible sensor, FBG is embedded to a PDMS(Polydimethysiloxane) material structure. Specification of tactile sensor : a force range is 5 N and a spatial resolution is 32.5 mm. For these specifications, a sensor frame was designed to a diaphragm type. A strain of frame is related with a peak shift of bragg wavelength. FEM (Finite Element Method) was used for getting an appropriate position of 15 mm and 20 mm diameter. From FEM results, FBG is posited the center of sensor which has 4 mm thick and is embedded at a depth of 1 mm from the bottom. The OSA (Optical Spectrum Analyzer) and TFPF (Turnable Fabry-Perot Filter) was an interrogation instrument to detect a peak shift. The sensor cell which has 15 mm diameter shows a second order curve fitting relation between the force and the peak shift. With the sensor cell, 3x3 sensor array was demonstrated on a plane and a rounded surface.
본 논문에서는 촉각이라는 분야에 대해 광섬유 브래그 격자 센서를 적용시켜보고자 한다. 브래그 격자 센서 어레이의 사용은 전자기파의 영향을 받지 않고, 수중 및 부식 환경에서도 구현이 가능하므로 전기적 촉각 센서의 사용이 어려운 환경에도 구현이 가능하다. 최근 지능을 갖춘 로봇의 연구가 매우 활발하다. 로봇에 시각, 청각, 촉각 등의 감각을 부여하여 로봇 스스로 어떤 환경에서든 임무를 수행할 수 있도록 해야 하는데, 촉각에 사용되는 인공피부의 구현이 매우 절실하다. 로봇의 외부에 장착될 촉각 센서는 앞서 언급한 Robonaut 처럼 어느 정도의 유연성을 가져야만 곡면을 가지는 외부에 장착이 가능하다. 따라서 유연 촉각 센서의 구현이 필수가 되는데, 광섬유는 매우 유연하다는 장점이 있고, 구조물 내에 삽입이 가능하다는 특징이 있다. 이런 특성을 이용하여, 본 논문에서는 인공피부에 사용될 유연 촉각 센서시스템 구현에 광섬유 브래그 격자 센서를 이용함 으로써 대면적에 해당하는 유연 촉각 힘 센서 어레이를 구현하는데 보다 효율적인 방법을 제시 하고자 한다.
