靈感來自螢火蟲！中國打造智慧光纖新架構，傳輸資料同步感測周遭

中國華中科技大學研究團隊開發出一套全新的光纖感測系統，名為 ESOT FiSensor。這項技術可讓光纖纜線在傳輸資料的同時，同步監測多種物理訊號。

據悉，該技術靈感源自螢火蟲的生物發光特性，將傳統光纖電纜轉化為具備智慧感測功能的網路，能在不影響長距離資料傳輸的品質的同時，將感測功能直接整合至現有光纖基礎設施中，並捕捉多項物理訊號。

▲ ESOT FiSensor 電學感測與光學傳輸原理、傳輸模式及損耗模擬。（Source：華中科技大學）

ESOT FiSensor 透過結合光子技術與電子技術，偵測沿著光纖纜線分布的各種環境變化。藉由模擬自然界中的光訊號傳遞機制，該感測平台能在長距離傳輸過程中維持訊號完整性與穩定性。

這種兼具通訊與感測功能的雙用途設計，使光纖纜線不僅能作為資料傳輸媒介，也能化身為分散式資料蒐集網路，透過既有的標準光纖線路，即時監測各種物理環境條件。

根據論文，該研究團隊建構出一套「外部刺激－電學感知－電光轉換－光纖傳輸－光譜解調」一體化智慧感知架構，將外部振動、壓力、溫度及應變四類物理量透過電學單元擷取後，直接於光纖上完成電光訊號轉換，並以光訊號形式側向耦合進入光纖傳輸通道，實現不受電磁干擾、低衰減的長距離穩定傳輸。

▲ 基於 ESOT FiSensor 的多模態感測驗證。（Source：華中科技大學）

該系統展示完整的感測運作流程，包括纖維共形電光元件、超細纖維表面微奈米列印結構，以及長距離傳輸與抗電磁干擾的對比測試結果，直觀驗證了此設計能夠在單根光纖內同時完成多參數資料採集、訊號轉換與遠端傳輸的核心能力。

為全面驗證該技術的工程應用潛力，研究團隊將 ESOT FiSensor 應用於三大典型場景，成功實現多場景下的長距離、多模態、分散式智慧感知能力。第一是在模型車動態運動環境中，完成振動與溫度訊號的同步解耦與遠端監測；第二是在飛行器蒙皮結構上，實現多節點分散式溫度場感知，檢測誤差控制在 4.3% 以內；最後在柔性人機互動場景中，基於應變感測陣列實現 10 種手勢的高精度辨識，辨識準確率達 98.15%，並可即時驅動機械手臂完成對應動作。