Simulation tool for 3D shape sensors based on Fiber Bragg gratings and optimization of measurement points

Ledermann, Christoph; Pauer, Hendrikje; Weede, Oliver; Woern, Heinz

doi:10.1109/ram.2013.6758583

Cited by 11 publications

(4 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…FBG sensors consist of an optical fiber segment with a periodic refractive index variation, [69,[121][122][123][124][125][126][127][128][129] which is achieved through ultraviolet exposure. [130][131][132][133][134][135] The advantages of FBG sensors include high sensitivity, immunity to EM interference, and the ability to measure multiple parameters simultaneously. However, their disadvantages include high cost, limited dynamic range, and the need for specialized equipment for installation and decoding.…”

Section: Fiber Bragg Gratingmentioning

confidence: 99%

Toward Bionic Arthroscopy: A Comprehensive Perspective of Continuum Robotics Principles and Prototypes for the Inception of Arthroscopic Surgery Robots

Huang,

Shi,

Gao

et al. 2023

Advanced Intelligent Systems

View full text Add to dashboard Cite

In this study, an innovative exploration of leveraging bionics and continuum robotics principles to develop a novel solution for arthroscopic surgery is embarked on. Inspired by the flexibility and adaptability of organisms like snakes and octopuses, the continuum robot concept aims to address the inherent challenges in traditional arthroscopy, including lower precision, manual tremors, and long surgeon learning curves. The implementation of these principles in the human body, however, faces significant obstacles, particularly achieving high‐performance motion control amid strong nonlinearity and coupling between modules. This research focuses on intelligent integration and enhanced safety in human‐machine interaction, aiming for improved control precision and flexibility in arthroscopic procedures. A thorough literature review of endoscopic continuum robots is conducted, highlighting current advancements in actuation, structure, sensing, and control technologies. The study concludes with an assessment of these technologies, their limitations, and future potential, in light of the unique demands of arthroscopic continuum robots. This comprehensive review bridges bionics and robotics, presenting the opportunities and challenges in applying continuum robotics to arthroscopic surgery. The goal is to encourage further research in this area, contributing to the development of prototype robots that enhance the precision and safety of arthroscopic surgery.

show abstract

Section: Fiber Bragg Gratingmentioning

confidence: 99%

Toward Bionic Arthroscopy: A Comprehensive Perspective of Continuum Robotics Principles and Prototypes for the Inception of Arthroscopic Surgery Robots

Huang,

Shi,

Gao

et al. 2023

Advanced Intelligent Systems

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…By comparison, as entering options in former programs as e.g. the program presented in [13], it was only possible to define the axis progression by analytic functions in mathematical exact form.…”

Section: Implementation Of a Pseudo-data Software Toolmentioning

confidence: 99%

“…Though, to the best of the authors knowledge, there is no simulation software solution available for testing shape sensors. In [13] one first solution is presented, that enables the generation of pseudo-data for shape sensors with parallel guided fibers. By giving the sensor configuration and the fiber position and also one state of deformation, the wavelength values that theoretically are supposed to be measured, are calculated.…”

mentioning

confidence: 99%

D2.1 - Pseudo-Data Generation Software for FBG-Optical Fiber Based Shape Sensing

Pauer

Ledermann²,

Wörn³

et al. 2015

Proceedings SENSOR 2015

View full text Add to dashboard Cite

“…Это связано с тем, что решетка на внутренней стороне изгиба волокна будет испытывать сжатие, что приводит к уменьшению периода решетки, в то время как на внешней -растяжение и, соответственно, увеличение периода. Дальнейшая обработка результатов позволяет удаленно восстановить форму оптического волокна, повторяющего расположение протяженных объектов в пространстве, в трехмерной системе координат [7,8].…”

unclassified

Results of experimental research and simulation of multi-core fiber waveguide with fiber Bragg gratings array

Egorova¹,

Куликов²

2018

Naučno-teh. vestn. inf. tehnol. meh. opt.

View full text Add to dashboard Cite

Предмет исследования. В работе рассмотрен один из актуальных вопросов разработки и создания измерительной системы для определения и контроля расположения, изгибов протяженных объектов в пространстве. Авторами предложен вариант создания чувствительной части волоконно-оптического измерительного устройства на основе чирпированных волоконных брэгговских решеток, записанных в многосердцевинном волокне. Метод. Сущность метода сводится к установке зависимости изменения периода решетки в каждой сердцевине от радиуса изгиба волокна, что позволяет удаленно восстановить траекторию укладки волоконного световода в пространстве. Основные результаты. Представлены результаты эксперимента с односердцевинным одномодовым волокном с массивом чирпированных волоконных брэгговских решеток. Приведены оптическая схема эксперимента и спектры отражения до и после изгиба односердцевинного волоконного световода. Представлена геометрия многосердцевинного волокна и компьютерная модель участка изогнутого световода с заданным радиусом. Практическая значимость. В отличие от существующих волоконно-оптических измерительных систем система с многосердцевинным оптическим волокном с массивом чирпированных волоконных брэгговских решеток позволит определить траекторию укладки волоконного световода в пространстве без использования методов частотной оптической рефлектометрии. Ключевые слова волоконный световод, массив чирпированных волоконных брэгговских решеток, многосердцевинное оптическое волокно, волоконно-оптическая измерительная система Благодарности Работа выполнена в Университете ИТМО при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (проект №03.G25.31.0245).

show abstract

Simulation tool for 3D shape sensors based on Fiber Bragg gratings and optimization of measurement points

Cited by 11 publications

References 9 publications

Toward Bionic Arthroscopy: A Comprehensive Perspective of Continuum Robotics Principles and Prototypes for the Inception of Arthroscopic Surgery Robots

Toward Bionic Arthroscopy: A Comprehensive Perspective of Continuum Robotics Principles and Prototypes for the Inception of Arthroscopic Surgery Robots

D2.1 - Pseudo-Data Generation Software for FBG-Optical Fiber Based Shape Sensing

Results of experimental research and simulation of multi-core fiber waveguide with fiber Bragg gratings array

Contact Info

Product

Resources

About