这项研究发表于最新一期的《科学机器人》(Science Robotics)期刊，在这篇主题为“透过可伸缩光波导的光电方式支配柔性义肢手臂”(Optoelectronically innervated soft prosthetic hand via stretchable optical waveguides)一文中，研究人员详细描述由光学透明核心(在860nm时约有2dB/cm的传播损耗)形成化学惰性可伸缩光波导的制造与作业，包覆成为光阻弹性体。一旦其中一端装配LED，而另一端为光电二极管时，这些弹性体光波导可用于监测任何变形(拉伸、弯曲与压缩)对于光传播的影响。

在这项研究中的弹性体光波导是利用3D打印取得的低成本客制模具制造的，它具有每边3mm的正方形轮廓，内部核心约1mm宽。其中几个可容纳在气动的柔性义肢手指中，并可在实际应用环境中测试其感测功能。

用于制造波导的制程步骤(每个步骤都具有相应的横截面) 

 实际的波导呈弯曲形状

虽然本体感应通常发生在传统的机械手臂上，并透过马达运动编码器结合大型的刚性多轴力/扭矩负载单元执行，但在这项研究中只有一种连续的柔性传感器能够有效地支配柔性的义肢手。

在研究人员开发的柔性机器手上，每支手指都配备三个可弯曲成U型的波导，用于侦测整个手指的轴向应力。而在没有轴向应力的手指中安装刚性板，其中一个波导则在指尖处作为触控传感器。

由于原始波导模具的表面粗糙度取决于3D打印的分辨率，这些波导的光学传输性能可经由设计为非等向性。这是因为波导核心接口的“顶部”具有原子级的平滑度，而“底部”核心接口则由于脱膜而具有平均6nm的粗糙度。这等非等向性意味着信号的输出取决于(向上或向下)弯曲的方向。这种信号传播的非等向性也可用于左右弯曲侦测的应用。

利用基于波导的光电传感器，研究人员得以侦测施加在弹性体硅胶手指的曲率、延展性与应力。 

将制造完成的手安装在机器手臂上、扫瞄计算机鼠标以及从感测数据中重建轮廓

分析这些光学数据(波导变形时的光损耗)显示，这种柔性义肢手可以区别小至5m^-1的曲线，以及0.1mm数量级的粗糙度。在进行展示时，研究人员以手指拖曳简单对象(如鼠标)的扫描动作，显示他们已能纯粹从光学数据中重建鼠标的形状，包括鼠标的滚轮与点击动作。

这种机器手不仅能侦测形状和纹理，还可根据三种波导的应力分析，侦测不同测试对象的柔软度。

该研究并作出了结论：尽管这种柔性义肢手仍只是一种研究原型，但却突显了柔性光波导可作为传感器的通用性。此外，由于波导传感器以及致动器主体共享材料库(硅晶、弹性体…)，使得更多的传感器均可被整合于致动器或甚至取代致动器主体，以实现更高的传感器密度。利用来自LED的更大功率范围(从基础功率到环境光功率)，以及扩大柔性致动器的压力范围，以更多力量按压对象，从而能够提高灵敏度。

研究人员强调，尽管传感器被建构在手指致动器内部的不同位置，但仍能观察到信号耦合。他们期望透过纳入更多的传感器撷取更密集的信息，输出信号也将实现越来越多耦合，但研究人员们预期，由于波导传感器的输出极其精确且可重复，可以利用机器学习技术将输入映像到输出，或透过收集大量数据以执行更微妙的对象辨识。

光传感器

现代电测技术日趋成熟，由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点，已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰，在交流测量时，频率响应不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求，在激光技术迅速发展的今天，已经能够解决上述的问题。

磁光效应传感器就是利用激光技术发展而成的高性能传感器。激光，是本世纪60年代初迅速发展起来的又一新技术，它的出现标志着人们掌握和利用光波进入了一个新的阶段。由于以往普通光源单色度低，故很多重要的应用受到限制，而激光的出现，使无线电技术和光学技术突飞猛进、相互渗透、相互补充。利用激光已经制成了许多传感器，解决了许多以前不能解决的技术难题，使它适用于煤矿、石油、天然气贮存等危险、易燃的场所。

比如说用激光制成的光导纤维传感器，能测量原油喷射、石油大罐龟裂的情况参数。在实测地点，不必电源供电，这对于安全防爆措施要求很严格的石油化工设备群尤为适用，也可用来在大型钢铁厂的某些环节实现光学方法的遥测化学技术。

磁光效应传感器的原理主要是利用光的偏振状态来实现传感器的功能。当一束偏振光通过介质时，若在光束传播方向存在着一个外磁场，那么光通过偏振面将旋转一个角度，这就是磁光效应。也就是可以通过旋转的角度来测量外加的磁场。在特定的试验装置下，偏转的角度和输出的光强成正比，通过输出光照射激光二极管LD，就可以获得数字化的光强，用来测量特定的物理量。

种类应用

环境光传感器

例如，在手机、笔记本等移动应用中，显示器消耗的电量高达电池总电量的30%，采用环境光传感器可以最大限度地延长电池的工作时间。另一方面，环境光传感器有助于显示器提供柔和的画面。当环境亮度较高时，使用环境光传感器的液晶显示器会自动调成高亮度。当外界环境较暗时，显示器就会调成低亮度，实现自动调节亮度。 环境光传感器需要在芯片上贴一个红外截止膜，甚至直接在硅片上镀制图形化的红外截止膜。

红外光传感器

该红外光传感器使用充电的热电堆与溴碘化铊（KRS-5）窗口来感应580到40000nm的波长。该传感器使得学生可以自己测量一系列现象，包括自己手掌的红外辐射。

太阳光传感器

1. 太阳传感器。它可识别水平，垂直各360度。太阳所在的位置，识别，阴天，多云天，半阴天，晴天及晚上白天。跟踪方位识别。

2. 识别电路处理和侍服驱动。采用数字芯片完成以上各信息的处理。可侍服各种普通电机，步进电机。整机功耗电流3mA，芯片工作电压5V。

国际先进的太阳跟踪设备，采用的是电脑数据理论，需要地球经纬度地区的的数据和设定。

电路原理、设备技术复杂。智能太阳跟踪仪采用识别理论技术，电路简单元件少，没有经纬度和数据信息的理论。一年四季太阳运行的路线不用考虑。太阳从哪个方向升起，到哪个方向落下，它都会准确无误的识别太阳升起和落下的位置。如果把他安放在行走的车或船上，不论向何方行驶，跟踪仪都能正对太阳。

紫外光传感器

该紫外光传感器使用一个过滤片测量紫外光波段（315nm-400nm）。除去滤光片，传感器可同时感应可见光。传感器包括紫外光滤光片，一个瞄准仪，和传感器手柄。

典型应用

背光调节：电视机、电脑显示器、LCD背光、手机、数码相机、MP4、PDA、GPS；

节能控制：室外广告机、感应照明器具、玩具；仪器 仪表：测量光照度的仪器及工业控制；

环保替代：替代传统光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管

·《进位式编码盘光纤液位传感器的研究