Study on the Design and Performance of a Glove Based on the FBG Array for Hand Posture Sensing

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作者
H. V. Ramana Rao,Binbin Luo,Decao Wu,Yixin Pan,Fudan Chen,Sheng‐Cai Shi,Xue Zhang,Yuliang Chen,Ming Zhao
出处
期刊:Sensors [MDPI AG]
卷期号:23 (20): 8495-8495 被引量:1
标识
DOI:10.3390/s23208495
摘要

This study introduces a new wearable fiber-optic sensor glove. The glove utilizes a flexible material, polydimethylsiloxane (PDMS), and a silicone tube to encapsulate fiber Bragg gratings (FBGs). It is employed to enable the self-perception of hand posture, gesture recognition, and the prediction of grasping objects. The investigation employs the Support Vector Machine (SVM) approach for predicting grasping objects. The proposed fiber-optic sensor glove can concurrently monitor the motion of 14 hand joints comprising 5 metacarpophalangeal joints (MCP), 5 proximal interphalangeal joints (PIP), and 4 distal interphalangeal joints (DIP). To expand the measurement range of the sensors, a sinusoidal layout incorporates the FBG array into the glove. The experimental results indicate that the wearable sensing glove can track finger flexion within a range of 0° to 100°, with a modest minimum measurement error (Error) of 0.176° and a minimum standard deviation (SD) of 0.685°. Notably, the glove accurately detects hand gestures in real-time and even forecasts grasping actions. The fiber-optic smart glove technology proposed herein holds promising potential for industrial applications, including object grasping, 3D displays via virtual reality, and human–computer interaction.

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