新型机器人辅助无损检测宽频成像仪可实现蜿蜒路桥的非破坏远程高速全向监测

无损成像是一种利用光对物体或样品进行成像而不对其造成任何损害的技术。通常情况下，这种成像技术对确保工业产品的安全和质量至关重要，工业领域对具有任意结构和位置的物体的高性能成像的需求正在不断增加。

如今，无损成像技术已经取得了很大的进步。一方面，在电磁(EM)频谱区域可以从可见光到最远的毫米波范围;另一方面，成像设备已经变得灵活且便携，能够对平面和弯曲的样品实现立体(3D)可视化而不形成盲点。然而，有一个问题仍有待解决，那就是无人或机器人辅助的成像监测问题。东京理工大学的Yukio Kawano教授解释说："从载人到机器人检测的转变，可以使诸如输电线路监测和探索狭窄环境的操作更加安全和可持续。"Yukio Kawano教授对太赫兹波成像有深入的研究。

机器人辅助的光源和成像器内置多轴可移动监控臂，可实现蜿蜒路桥的非破坏远程高速全向微小缺陷监控。资料来源：东京理工大学

最近，发表在《自然通讯》上的一项研究中，Yukio Kawano教授和他的同事们开发了一个机器人辅助的宽频光监测平台，该平台配备了光源和成像器，可以独立于位置的方式运行，并在反射式和透射式感应模式之间切换。

反射式多视角立体光电成像仪

他们提出利用碳纳米管(CNT)薄膜作为非冷却成像器，借助光热电效应，通过热电转换将光转化为电信号。由于CNT在广泛的波长范围内具有出色的吸收特性，显示出宽带的敏感性。此外，成像器允许在反射和透射模式下进行立体传感操作，从而能够检查一些弯曲的物体，如饮料瓶、水管和煤气管等。通过检测信号的局部变化，技术人员能够识别这些结构中原本看不见的微小缺陷。此外，通过采用多频光监测，范围在太赫兹和红外(IR)波段之间，人们能够分别使用红外线和太赫兹波提取物体外表面和内表面特征。

透射式多视角立体光电成像仪

最后，他们利用一个光源集成的紧凑型传感模块实现了360°视角监测，并配以一个机器人辅助的多轴可动臂，对一个有缺陷的公路桥微型模型进行了高速监测。

便携式360°视角三维成像机器人辅助监测系统模拟试验应用

这些试验结果促使科研人员们更进一步考虑该装置的未来前景。"我们的努力有可能为实现一个无处不在的传感平台提供技术支持。此外，这项研究的概念可用于传感器网络的可持续、长期可操作和用户友好的物联网系统，"Yukio Kawano教授兴奋地指出。