Un guante sensible basado en FBG para medir la flexión dinámica de los dedos con una resolución angular de 0.1° hasta velocidades de 80°/s

Demostramos un guante instrumentado altamente preciso basado en un sensor de red de Bragg de fibra (FBG) que puede medir la flexión del dedo con una resolución angular de 0.1°. La unidad de detección consiste en un FBG que es muy sensible a la deformación axial inducida por la flexión de los dedos. El desplazamiento espectral del espectro de reflexión del FBG varía linealmente con el ángulo de rotación de la articulación. El sensor ofrece una resolución angular muy alta de 0.1° con una sensibilidad muy elevada de 18.45 pm/grado. La precisión evaluada utilizando un dispositivo mecánico y la mano humana es de 0.13° y 0.67°, respectivamente. Esto es mucho mejor que muchos otros sensores reportados. El sensor mostró una excelente repetibilidad con una desviación estándar máxima de 0.30° y 0.79° en un dispositivo mecánico y en la mano humana, respectivamente. Los resultados se validaron utilizando una unidad de medida inercial (IMU) precalibrada. El sensor también exhibió una respuesta dinámica mucho mejor en comparación con la IMU hasta una velocidad de rotación de 80°/s. Estos resultados demuestran que nuestro sensor es un fuerte candidato para el desarrollo de guantes instrumentados de alta precisión que podrían utilizarse para monitorear el progreso en la rehabilitación de sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares. Este documento se centra en la cuidadosa caracterización del sensor para establecerlo como un enfoque sensible y práctico. La precisión, la repetibilidad y la respuesta dinámica se evaluaron utilizando un modelo mecánico motorizado de una articulación del dedo y también en las manos de dos sujetos humanos.