机器人辅助的多视点宽带成像仪

日本东京工业大学的研究人员开发了一种机器人辅助的宽带（使用多种频率）光监控平台，该平台配备了光源和成像仪，它可以以位置无关的方式工作，并在反射和透射传感之间切换。相关研究发表在了《Nature communications》上。

图1，机器人辅助光源和成像仪内置多轴可移动PTE监测臂，体现了功能的整合，实现了对一座小型悬索桥的无损无人遥控高速全向光照监测。

当今学术和工业研究的关键方面之一是无损成像，该技术是在不造成任何损坏的情况下（使用光）对物体或样品成像的技术。通常，此类成像技术对于确保工业产品的安全性和质量至关重要，因此对对具有任意结构和位置的对象进行高性能成像的需求不断增长。现如今就其可访问的电磁（EM）光谱区域而言，无损成像的范围已取得了巨大的进步，该范围从可见光到毫米波，同时，成像设备已经变得灵活和可穿戴，能够在不形成盲点的情况下实现平面和曲线样品的立体（3D）可视化。然而，尽管取得了这些进展，但诸如传感模块的便携性，无需冷却（无笨重的冷却设备）的设备操作，以及无人驾驶或机器人辅助的光电监控等问题仍待解决。从载人到机器人检查的转变可以使诸如断开输电线路测试和探索狭窄环境等操作更加安全和可持续。

这里，研究提出了一种机器人辅助、配有光源与成像仪、具有反射与透射转换模式的多视图立体敏感宽带光电监控平台。所提出的模块采用了可自由连接的光热电（PTE）技术，该模块采用了可自由附接的光热电（PTE）技术，在具有物理和化学富集的碳纳米管（CNT）柔性薄膜的非制冷敏感宽带光电成像片上实现的。由于其在很宽的波长范围内的出色吸收性能，CNT显示出宽带灵敏度。此外，可自由连接的光敏成像板可实现从反射模式到透射模式的切换，并提供多视角立体感测操作。这种自由形式的照片监控功能，不仅可以对实际的曲线工业组件（饮料瓶，煤气或水管）进行全面且无损的检查。通过检测信号的局部变化，科学家们能够识别这些结构中的微小缺陷，否则这些缺陷是看不见的。

此外，通过在THz和红外（IR）波段之间进行多频光电监控，科学家们能够分别使用IR和THz光提取外表面和内表面特征。他们采用的3D打印机和紫外线（UV）激光的有效利用有助于嵌入高输出功率的微型光源。所得的植入光源的紧凑型感应模块可执行便携式360°视角照片监控。最后，该光电监控系统具有便携性，本感测模块可内置于多轴可动臂单元中，机器人辅助模块操作验证了对空中有缺陷的蜿蜒路桥微型模型进行无损，无人，远程，高速和全方位的光电监控。

该研究有可能为实现普遍存在的传感平台提供一个路线图，其概念和结果可用于传感器网络的可持续，长期可操作以及物联网系统，包括对施工现场进行永久和定期的现场检查以及对精细加工工业进行在线监测产品。