論文の概要: 3D-printed Soft Optical sensor with a Lens (SOLen) for light guidance in mechanosensing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17421v1
• Date: Thu, 19 Feb 2026 14:54:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.573629
• Title: 3D-printed Soft Optical sensor with a Lens (SOLen) for light guidance in mechanosensing
• Title（参考訳）: メカノッセンスにおける光誘導用レンズ(ソレン)を用いた3Dプリントソフト光学センサ
• Authors: Diana Cafiso, Petr Trunin, Carolina Gay, Lucia Beccai,
• Abstract要約: 光学ソフトセンサーはモノリシック印刷には魅力的だが、その性能は制御されていない光の伝播によって劣化することが多い。 本稿では,Y字型導波路内のエミッタの前にプリントレンズを配置する3Dプリントソフト光センシング(SOLen)のアプローチを提案する。 センシング機構は、変形誘起レンズ回転と焦点-スポット変換に依存し、この2つの枝の間で光学パワーを再分配して差分出力を生成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Additive manufacturing is enabling soft robots with increasingly complex geometries, creating a demand for sensing solutions that remain compatible with single-material, one-step fabrication. Optical soft sensors are attractive for monolithic printing, but their performance is often degraded by uncontrolled light propagation (ambient coupling, leakage, scattering), while common miti- gation strategies typically require multimaterial interfaces. Here, we present an approach for 3D printed soft optical sensing (SOLen), in which a printed lens is placed in front of an emitter within a Y-shaped waveguide. The sensing mechanism relies on deformation-induced lens rotation and focal-spot translation, redistributing optical power between the two branches to generate a differential output that encodes both motion direction and amplitude. An acrylate polyurethane resin was modified with lauryl acrylate to improve compliance and optical transmittance, and single-layer optical characterization was used to derive wavelength-dependent refractive index and transmittance while minimizing DLP layer-related artifacts. The measured refractive index was used in simulations to design a lens profile for a target focal distance, which was then printed with sub-millimeter fidelity. Rotational tests demonstrated reproducible branch-selective signal switching over multiple cycles. These results establish a transferable material-to-optics workflow for soft optical sensors with lens with new functionalities for next-generation soft robots
• Abstract（参考訳）: 付加的な製造は、ますます複雑なジオメトリーを持つソフトロボットを可能にし、単一素材のワンステップ製造と互換性のあるセンシングソリューションの需要を生み出している。 光学ソフトセンサーはモノリシック印刷には魅力的だが、その性能は制御されていない光伝搬(周囲のカップリング、漏れ、散乱)によって劣化することが多い。 本稿では,Y字型導波路内のエミッタの前にプリントレンズを配置する3Dプリントソフト光センシング(SOLen)のアプローチを提案する。 センシング機構は、変形誘起レンズ回転と焦点-スポット変換に依存しており、2つの枝の間で光学パワーを再分配し、運動方向と振幅の両方を符号化する差動出力を生成する。 アクリルポリウレタン樹脂をラウリルアクリレートで改質し, コンプライアンスと光透過性を向上し, DLP層関連アーティファクトを最小化しつつ, 波長依存性の屈折率と透過率を導出するために単層光学特性を用いた。 測定された屈折率は、目標焦点距離のレンズプロファイルを設計するためにシミュレーションで使用され、その後、サブミリメートルの忠実度で印刷された。 回転試験では、複数の周期で再現可能な分岐選択信号が切り替えられた。 これらの結果は、次世代ソフトロボットのための新しい機能を有するレンズ付きソフト光学センサのための移動可能な材料間光ワークフローを確立する。

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