FBGS 次世代光纖力覺感測解決方案:賦予微創手術精準觸覺回饋
突破器械盲區,實時掌握末端交互力,將手術安全性提升至全新維度。
在微創手術、機器人輔助操作或狹小空間的工業檢測中,操作者往往無法直接感知末端的受力情況。FBGS 研發的次世代光纖力覺感測系統(Fiber Optic Force Sensing),利用尖端的 MCF-DTG®(多芯光纖-拉絲塔光柵) 技術,讓導管與微型器械擁有如同人類指尖般的靈敏觸覺,實現對三維方向力與壓力的極致精準監測。
核心技術:3D 微型力感測原理
系統的核心在於將高度複雜的力學解構技術縮減至微米級別的光纖內部,實現高解析度的力學回饋。
1. 專利 MCF-DTG® 感測架構
採用包含至少兩個核心的多芯光纖(Multi-Core Fiber),在相同位置精準寫入 FBG 感測點。配合專利的微型撓性結構(Flexure Design),能將外部極微小的機械力精準傳導至光纖感測點。
2. 精準 3D 力學解耦 (3D Force Decoupling)
這是 FBGS 最核心的技術優勢。透過監測各核心反射波長的偏移,系統能精確區分並計算出軸向力(縱向壓力)與徑向力(側向推力),確保三維空間內的受力數據互不干擾,提供最真實的物理反饋。
3. 極致靈敏度優化
透過縮小光纖包層直徑(低至 80μm),顯著降低產生形變所需的力,使感測器能捕捉到極其細微的壓力變化,特別適用於精密醫療與微型機器人領域。
系統主要優勢
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極致微型化: 感測探針直徑僅 0.2mm 至 0.4mm,極易整合至穿刺針、內視鏡或微型手術機器人末端。
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環境干擾免疫: 全被動元件設計,具備電磁干擾 (EMI) 免疫與本質安全特性。可在 MRI 環境、高壓電或易爆環境下穩定運作。
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多維感知與補償: 單根光纖即可實現 3D 方向力監測,並能自動補償環境溫度變化帶來的干擾。
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高可靠性與認證: 基於 DTG® 生產工藝,具備極高的抗疲勞性能。醫療級解決方案已獲得 Medical CE 認證,滿足高安全性手術需求。
關鍵應用場景
醫療器械:消融導管力感測
在心血管微創手術(如房顫 AFIB 治療)中,即時監測消融導管尖端與心肌組織的接觸力,協助醫師避免過度施力導致的組織損傷,顯著提高手術成功率。
先進機器人:觸覺回饋 (Haptic Feedback)
為手術機器手臂或連續體機器人(Continuum Robotics)提供靈敏觸覺,實現更精細的組織夾取、縫合與複雜空間內的精密導航。
精密工業與研發
適用於嚴苛環境下的壓力監控、複合材料內部的應力分析,以及微型化結構的結構健康監測。
未來趨勢:形狀與力覺的雙效合一 (Shape + Force Sensing)
「一根光纖,雙重感知。」 FBGS 領先業界開發出將**形狀感測(Shape Sensing)與力覺感測(Force Sensing)**整合於單一光纖的技術。這項 All-in-one 解決方案能同時提供位置追蹤與受力資訊,大幅降低設備整合的複雜度,為智慧醫療器械與自動化工業開創了無限可能。

賦予器械靈敏觸覺:高解析度三維力覺感知技術
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