論文の概要: A skin-like conformal sensor for real-time shape mapping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.01170v1
- Date: Sat, 02 May 2026 00:19:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-05 20:33:49.624462
- Title: A skin-like conformal sensor for real-time shape mapping
- Title（参考訳）: リアルタイム形状マッピングのための皮膚型コンフォメーションセンサ
- Authors: Kaiping Yin, Sooik Im, Chaorui Qiu, Yun Bai, Xiangyu Lu, Chenhang Li, Junjie Yao, Xiaoyue Ni,
- Abstract要約: リアルタイム3次元形状センシングは、動作中の変形可能なシステムの堅牢な制御と解釈に不可欠である。
本稿では,分散ひずみ測定から連続的な3次元変形をリアルタイムで再現する,スケーラブルな皮膚型センサを提案する。
12mmピッチの5-by-5アレイは、全てのテストシナリオで0.1秒の遅延で平均表面再構成誤差0.62mmを達成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.128937994248034
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Reliable real-time 3D shape sensing is essential for robust control and interpretation of deformable systems during motion. Existing vision-based approaches require line-of-sight and complex instrumentation, limiting operation in occluded and space-constrained settings. Here, we introduce a scalable, skin-like sensor that reconstructs its continuous 3D deformation in real time from distributed strain measurements. The device embeds a 2D array of mirror-stacked, printed oxidized eutectic gallium-indium (o-EGaIn) strain gauges within an elastomeric film to measure off-neutral-axis strains. Combined with a mechanics-informed observation model and a fast optimization routine, the system estimates local curvature, elongation, offset, and orientation under concurrent stretching, bending, and indentation, enabling reconstruction of complex surfaces. A 5-by-5 array with a 12 mm pitch achieves a mean surface reconstruction error of 0.62 mm with 0.1s latency across all tested scenarios. When conforming to complex surfaces, the sensor provides fast 3D shape mapping of the underlying geometry. Demonstrations involving palm gesturing, finger indentation, and contact-induced balloon deformation highlight utility for epidermal motion tracking, haptic interaction, and intraoperative monitoring.
- Abstract（参考訳）: 動作中の変形可能なシステムの堅牢な制御と解釈には,信頼性の高いリアルタイム3次元形状センシングが不可欠である。
既存の視覚ベースのアプローチでは、視線と複雑な計測が必要であり、閉塞された空間に制約のある環境での操作を制限する。
本稿では,分散ひずみ測定から連続的な3次元変形をリアルタイムで再現する,スケーラブルな皮膚型センサを提案する。
この装置は、2次元のミラースタックで酸化されたガリウム-インジウム(o-EGaIn)ひずみ計をエラストマー膜内に埋め込んで、外中軸ひずみを測定する。
メカニックインフォームド・オブザーバモデルと高速な最適化ルーチンを組み合わせることで, 同時伸張, 曲げ, インデンテーションの下での局所曲率, 伸長, オフセット, 配向を推定し, 複雑な表面の再構築を可能にする。
12mmピッチの5-by-5アレイは、全てのテストシナリオで0.1秒の遅延で平均表面再構成誤差0.62mmを達成する。
複雑な表面に対応する場合、センサーは基礎となる幾何学の高速な3次元形状マッピングを提供する。
手のひらのジェスチャー,指のインデンテーション,接触によるバルーン変形といったデモは,表皮運動追跡,触覚相互作用,術中モニタリングに有用である。
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