Оптичні хвилеводи допомагають сенсорному полотну відстежувати форму й рух

Відстежувати форму об’єкта, що постійно змінюється, непросто. Це особливо актуально для віртуальної реальності: положення кінцівок зазвичай визначають за допомогою зовнішніх сенсорів, наприклад камер, або зосереджуються лише на окремих ділянках — руках і пальцях. Дослідники на чолі з Цифаном Ю пропонують гнучкіший підхід із використанням оптичних хвилеводів, описаний у статті в журналі Advanced Intelligent Systems.

Хвилеводи спрямовують електромагнітні хвилі. Оптичні хвилеводи, використані в цій роботі, передають випромінювання оптичного діапазону. Для цього можуть підійти недорогі й поширені оптичні волокна, але в експерименті дослідники виготовили хвилеводи з еластомеру. Їх розмістили на полотні з обох боків за перекривною зигзагоподібною схемою. За змінами поширення сигналу хвилеводами можна відновити форму полотна.

Дослідники визначали форму полотна за характеристиками сигналів у хвилеводах. Точність методу перевірили, обгорнувши полотно навколо руки добровольця — ділянки від передпліччя до ліктя й кисті. Система фіксувала згинання та рух окремих суглобів.

У продемонстрованій конфігурації система досить громіздка, а алгоритм ще не оптимізований. Водночас технологію можна було б зменшити настільки, щоб вплітати хвилеводи у звичайну тканину. Такі сенсорні полотна могли б відстежувати конфігурацію роботів або людського тіла, зокрема для застосувань у віртуальній реальності.

Нагадаємо, для оптичних нейронних мереж запропонували MZI-сітку дійсних значень, яка потребує N² фазових перемикачів і має оптичну глибину N+1. Чисельний аналіз також показав її стійкість до виробничих помилок.