FBGS 光纖形狀感測系統：柔性結構的即時 3D 空間感知解決方案
從幾何應變到數位孿生——重新定義智慧製造與科研開發的空間量測基準
在先進工程開發、自動化機器人整合與嚴苛環境結構監測領域，傳統的視覺定位與電磁定位技術在受限空間、高干擾環境中往往面臨精度不足、佈線複雜或訊號不穩的瓶頸。
FBGS 光纖形狀感測系統（Fiber Optic Shape Sensing System） 透過獨家 MCF-DTG® 技術，可即時重建柔性結構在三維空間中每一處的曲率與位置，提供傳統量測手段無法達到的空間解析能力——無需外部視覺輔助，無需電磁訊號，適應各類複雜幾何場景。
【技術核心】MCF-DTG®：全球唯一垂直整合的幾何相位感測技術
從光纖預製棒設計、DTG® 光柵寫入，到 3D 重建演算法開發，FBGS 掌握完整技術鏈，是全球唯一垂直整合供應商。
本系統的核心在於多核心光纖（MCF） 與專利拉絲塔光柵（DTG®） 的高度整合。當光纖產生彎曲或形變，系統同步偵測各核心間的相對應變差異，並透過專屬重建演算法，將物理應變即時轉換為精確的數位 3D 姿態數據。
即時多點應變採集 同步監測多核心光纖內的複數感測點，利用各核心間的相對張力（Tension）與壓縮（Compression）差值，即時計算高精度局部幾何曲率，實現全長度的連續形狀還原。
共模效應智慧補償 內建進階演算法，可精確抵消溫度漂移等共模效應（Common Mode Effects），確保數據在溫度變化的實驗室或戶外工業環境中維持高重現性與準確性。
高效能 3D 形狀重建 重構演算法（Reconstruction Algorithms）將各感測點空間座標化，完整呈現柔性結構體在三維空間中的動態彎曲剖面，支援即時輸出與 API 數據串流整合。
【系統優勢】專為高精密量測與複雜環境整合設計
| 技術特性 | 規格說明 |
|---|---|
| 彎曲適應範圍 | 支援 10 mm 至 10 m 的廣泛彎曲半徑，能完美適應各類複雜的幾何結構變化 |
| 感測光纖外徑 | 裸光纖外徑最細可達 0.2 mm，能以極低的侵入性無縫整合至精密儀器或複合材料內部 |
| 末端定位精度 | 在 30 cm 的量測長度下，末端定位誤差（Tip Error）小於 2 mm，提供絕對精準的空間數據 |
| 電磁環境適應 | 採用全被動光學元件設計，天然免疫電磁干擾（EMI/RFI）與輻射環境，適應任何高雜訊場域 |
| 材料穩定性 | 光纖主體具備絕佳的耐腐蝕與抗化學侵蝕特性，長期穩定運作 |
| 感測點密度 | 透過多芯光纖內的高密度光柵，精準捕捉結構最細微的動態幾何形變 |
【Turn-key 方案】三大核心組件，快速導入開發流程
FBGS 提供硬體與軟體高度整合的一站式解決方案，協助研發團隊大幅縮短系統導入與驗證週期。
ShapeProbe®｜工業級感測探針 極細徑設計搭配卓越抗彎折韌性，為柔性結構量測提供堅實的實體感測核心。適用於精密機械整合、管道內部導航及各類受限空間的形狀採集需求。
ShapeScan®｜光學解調設備 隨插即用的光學訊號讀取儀，內建多芯扇出單元（Fan-out），大幅簡化光路接線流程，降低系統整合複雜度，加速實驗室驗證與現場部署效率。
ShapeCore｜3D 可視化軟體 直觀的即時 3D 形狀重建介面，支援 API 數據串流輸出，方便研發人員進行二次開發與系統整合，可無縫銜接現有的數位孿生或自動化控制平台。
【應用場景】賦能高階科研開發與智慧製造
先進機器人與自動化（Advanced Robotics & Automation）
連續體機器人（Continuum Robots）研發往往需要精確掌握多節段柔性臂在運動中的即時空間姿態。FBGS 光纖形狀感測系統可提供全長度形狀回饋數據，支援機器人路徑規劃優化、末端執行器精密定位，以及柔性結構的動態曲率監控——為新一代自動化設備的觸覺感知能力奠定基礎。
科研開發與力學實驗（R&D & Experimental Mechanics）
在實驗室環境下，研究人員可透過本系統監測仿生結構、軟體致動器或複雜幾何試件在受力狀態下的動態形變，輔助複雜路徑導航演算法的開發與驗證，也適用於非傳統視覺環境下的智慧探針定位系統研究。
結構健康監測（Structural Health Monitoring, SHM）
專為風力發電機複合材料葉片與航太關鍵結構件設計，本系統憑藉極致微型化的光纖特性，可無縫嵌入結構斷面。透過即時採集高解析的多維度應變與 3D 形變數據，系統能協助工程團隊精準建立預防性維護機制，不僅有效延長結構服役壽命，更大幅降低非預期的突發性故障風險。
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作為 FBGS 官方授權代理商，我們專注於將全球領先的光纖形狀感測技術導入亞太科研與工業市場，提供從技術評估到量產落地的全程在地化支援。
我們可以協助您：
- 完整 FBGS 光纖形狀感測方案（ShapeProbe 感測探針、ShapeScan 解調設備、ShapeCore 軟體、重建演算法）
- 在地化技術諮詢與應用可行性評估（R&D 概念驗證 → 原型製作 → 系統整合）
- 快速樣品支援與客製化規格配置（核心數量、光柵間距、封裝形式）
- 無縫對接 FBGS 原廠資源，確保技術規格、環境測試認證與量產支援到位
MCF-DTG® 技術已成功應用於精密空間導航系統開發、連續體機器人形狀控制、風機葉片結構監測與大地工程形變量測等高要求場景。無論您的需求在於感測精度、元件微型化、特殊環境耐受性或系統快速整合——歡迎與我們預約一對一技術諮詢，共同規劃最適合您專案的光纖空間感知整合路徑。
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「本公司所提供之 FBGS 感測系統目前主要定位於科研、實驗室及自動化開發使用。相關數據供研究分析參考，非屬醫療器材，亦不具備診斷或治療之醫療用途。」