光學觸摸傳感器作為生物識別領域的革命者出現。它們具備實時分析觸控互動的能力，這些設備超越了當前技術的限制。通過整合主要的科學進展，這些傳感器*可以區分壓力強度*和*準確解釋動態信號*。應用*機器學習*技術分析所收集的數據，進一步增強了其在各種系統中的集成潛力，例如手寫識別或指紋身份驗證。
光學觸摸傳感器的革命性技術
光學觸摸傳感器作為新一代生物識別技術出現。這些設備能夠從單一圖像分析動態強度，超越現有光學系統的限制。它們在多個領域中有潛在應用，特別是在通過書寫分析情感、表面特徵表徵及防偽測量方面。
由合作研究團隊開發
由多位UNIST大學和首爾國立大學的教授組成的研究團隊開發了一種創新的光學觸摸傳感器。這項技術實時分析動態觸控信號，使得靜態和動態力量的同時檢測成為可能。這項研究的結果發表在期刊Nature Communications上。
力量分離的優勢
與之前僅能測量靜態或動態力量的傳感器不同，這項新設備允許同時分離和分析。這一進展為可視化書寫中的速度和壓力變化提供了新機會，從而提高了通過數據分析進行個體識別的能力。
納米顆粒技術與刺激感知
上轉換納米顆粒構成了這項創新技術的基礎。它們允許高分辨率測量，通過吸收近紅外光精細區分外部刺激。通過這種方法，力量的檢測變得既準確又高效。
機器學習的整合
為了提升數據分析，研究團隊整合了機器學習技術。這些算法可以將垂直壓力與動態觸控信號中的摩擦力進行區分。有限元分析確認了力量傳遞路徑的有效性以及傳感器內信號的變化。
仿生設計
該傳感器的設計靈感來自於人類皮膚的感官結構，這提高了力量的檢測能力。它能夠從單一光學圖像中區分垂直壓力和摩擦力。這些傳感器能夠檢測到非常微弱的力量，大約為0.05 N，並且擁有驚人的9.12毫秒響應時間。
生物識別的多樣化應用
這種傳感器的潛在應用超越了書寫分析。它還可以用於指紋識別和盲文的解讀。研究團隊建立了一個將盲文轉換為聲音的系統，證明了傳感器在動態生物識別系統中的實用性。
研究人員的反應
李教授表示，這項研究代表了一個突破，能同時可視化靜態壓力和動態摩擦，從而使實時分析成為可能。首位作者常一山強調了這種簡單結構量化動態壓力的潛力，特別是在高靈敏度書寫檢測方面。
研究共同作者柳彩英補充道，這些進展將促進基於人工智能學習的傳感器的發展，並在機器人技術中展現出有希望的應用。
更多信息 ：常一山等，基於光學觸摸傳感器的生物識別行為，以實時瞬時解偶動態觸摸信號，Nature Communications（2024）。DOI: 10.1038/s41467-024-52331-4
參考： 創新的光學觸摸傳感器為先進的生物識別技術鋪平道路（2024年10月28日）2024年10月29日從 https://techxplore.com/news/2024-10-optical-tactile-sensors-pave-advanced.html 檢索
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有關創新的光學觸摸傳感器的常見問題
什麼是光學觸摸傳感器？
光學觸摸傳感器是一種利用成像技術檢測表面接觸力的設備。這些傳感器可以同時分析觸摸的壓力和運動，模擬人類皮膚的敏感性。
創新的光學觸摸傳感器如何運作？
這些傳感器使用特殊的納米顆粒吸收紅外光並通過機器學習算法測量動態力量。這使它們能夠在壓力和摩擦力之間進行精確的區分。
光學觸摸傳感器相對於傳統傳感器的優勢是什麼？
光學觸摸傳感器能實時檢測觸碰信號，能同時分析靜態和動態力量，這比通常只能測量兩者之一的傳統傳感器更具優勢。
這些光學觸摸傳感器可以應用於哪些類型的領域？
這些傳感器可以用於各個領域，包括書寫分析、指紋識別、盲文解讀及防偽測量。
這些傳感器的檢測精度是多少？
光學觸摸傳感器可以檢測到高達0.05 N的微弱力量，因此在書寫檢測或觸摸互動等敏感應用中提供高靈敏度。
機器如何學習分析光學觸摸傳感器的數據？
應用機器學習算法處理收集的數據，從而提高分析的準確性，通過區分各種力量類型來調整其功能以應對人類的互動。
這些傳感器可以整合進現有的生物識別系統中嗎？
可以，光學觸摸傳感器可以與生物識別系統整合，增加額外的分析和檢測層次，從而提升安全性和識別技術的多樣性。
該領域未來會有什麼樣的發展？
研究持續進行，以改進技術並擴大其應用，特別是在機器學習、機器人和可穿戴設備方面，預計將在生物識別技術方面帶來顯著的改進。
