ES2937651T3 - Un sistema de detección táctil y de presión con diferentes capas superiores - Google Patents
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Abstract
En el sistema de detección (S) según la presente invención, se proporciona una estructura que detecta el punto de aplicación, la intensidad y el área de la fuerza y la presión aplicada, junto con el toque, y las fuerzas aplicadas en dirección vertical al sensor como así como las fuerzas combinadas, lo que ha reducido el consumo de energía. Dicho sistema de detección (S) comprende una capa intermedia (1); una capa superior (4) situada sobre la capa intermedia (1); una fuente de luz (2) ubicada debajo de la capa intermedia (1); un sensor de imagen (3) ubicado debajo de la capa intermedia (1); un primer haz de fibra óptica (5a) que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica colocados de manera que una de sus puntas mira hacia la fuente de luz (2) y otras puntas miran hacia dicha capa intermedia (1); un segundo haz de fibra óptica (5b) que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica, cuyas puntas están emparejadas con un píxel del sensor de imagen (3) y otras puntas están posicionadas frente a dicha capa intermedia (1); una unidad de control que analiza la imagen captada por el sensor de imagen (3) utilizando técnicas de procesamiento de imágenes para calcular una fuerza aplicada sobre la capa intermedia (1); y un enlace de datos (6) para la comunicación de datos entre el sensor de imagen (3) y la unidad de control. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Un sistema de detección táctil y de presión con diferentes capas superiores
Campo técnico pertinente
La presente invención se refiere a sistemas de detección que se usan especialmente en sistemas robóticos.
Antecedentes de la técnica
Con el fin de explorar aquellas áreas que pueden ser peligrosas para el ser humano (por ejemplo, diferentes planetas, túneles subterráneos o cuevas), se usan robots de exploración. Los robots de exploración comprenden diversos sensores para detectar objetos en el área a la que se envían y para identificar las características de dichos objetos. Uno de los sensores usados en dichos robots de exploración son los sensores táctiles. Por medio de los sensores táctiles se puede detectar la presencia de ciertos objetos y algunas características físicas de los mismos tales como la presión.
Los sensores táctiles convencionales comprenden una fuente de luz colocada debajo de una superficie elástica y un elemento de detección de luz para detectar la cantidad de luz reflejada desde dicha superficie, como se describe en el documento US2010155579A1. En tales sensores táctiles, cuando se aplica una fuerza sobre la superficie elástica, dicha superficie se aproxima a la fuente de luz y al elemento de detección de luz. Como resultado de tal aproximación, aumenta la cantidad de luz incidente sobre el elemento de detección de luz. La cantidad de luz detectada por el elemento de detección de luz y las propiedades de resiliencia de la superficie se usan para calcular la cantidad de fuerza aplicada a la superficie. No obstante, en esta realización, el número de fuentes de luz que se pueden colocar debajo de la superficie de la unidad y de los elementos de detección de luz es limitado, y es engorroso procesar los datos recibidos de un alto número de elementos de detección de luz.
Dichos problemas se resuelven mediante un módulo descrito en el documento WO2014011126A1. Dicho módulo comprende un material elástico, que está cubierto con una capa que proporciona reflexión de luz; un sensor de imagen de CMOS o CCD; al menos una fuente de luz; una pluralidad de primeros cables de fibra óptica, unas puntas de los cuales se separan del entorno circundante a través de dicha capa siendo situadas debajo de la capa y otras puntas de los cuales están en conexión con dicha fuente de luz, en donde dichos primeros cables de fibra óptica transportan haces de luz desde el fuente de luz a dicha capa; una pluralidad de segundos cables de fibra óptica, unas puntas de los cuales se separan del entorno circundante a través de dicha capa siendo situadas debajo de la capa y siendo dirigidas hacia la capa y otras puntas de los cuales están en conexión con dicho sensor de imagen de modo que cada segundo cable de fibra óptica se empareje con un píxel del sensor de imagen, en donde los rayos de luz reflejados desde la capa se transfieren al sensor de imagen mediante dichos segundos cables de fibra óptica; un procesador que calcula cada fuerza individual aplicada a la capa según los cambios de intensidad de luz de cada píxel conectado con un segundo cable de fibra, de un cuadro de foto generado por el sensor de imagen en respuesta al desplazamiento de la capa usando técnicas de procesamiento de imágenes. En el módulo descrito en el documento WO2014011126A1, cuando el material elástico entra en contacto con un objeto, se genera una deformación en el material elástico y dicha capa (por ejemplo, desplazamiento de la capa hacia los cables de fibra óptica). Como resultado de tal desplazamiento, se cambia la cantidad de luz reflejada desde la capa hacia el cable de fibra óptica. Dicho cambio en la cantidad de luz se detecta como un cambio de color en el cuadro de foto generado en el sensor de imagen. El procesador aplica técnicas de procesamiento de imágenes a dicho cuadro de foto para medir los cambios de color de la foto y, de este modo, la cantidad de desplazamiento de la capa. En base a la cantidad de desplazamiento calculada, también se calcula la fuerza aplicada sobre el material elástico. No obstante, debido al hecho de que en dicha realización la detección solamente se realiza en base al nivel de luz, se necesita una mejora.
Otro documento de patente US4547668A describe un sensor de presión bidimensional. Dicho sensor de presión comprende una fuente de luz; una matriz de terminaciones de fibra de transmisión de luz que comprende una pluralidad de fibras para transmitir dicha luz desde dicha fuente de luz y una pluralidad de fibras para recibir la luz reflejada; una agrupación secundaria de fibras de transmisión que comprende terminaciones de dichas fibras de transmisión situadas a una distancia de dicha matriz de terminaciones de fibras de transmisión de luz, dichas terminaciones situadas para recibir luz de dicha fuente de luz; una agrupación secundaria de fibras de recepción, que comprende terminaciones de dichas fibras de recepción situadas a una distancia de dicha matriz de terminaciones de fibras de transmisión de luz; un material retrorreflectante situado a una distancia por encima de dicha matriz; un medio deformable semitransparente situado entre dicha matriz y dicho material retrorreflectante, dicho medio deformable semitransparente que soporta dicho material retrorreflectante; una membrana flexible situada adyacente al lado de dicho material retrorreflectante más alejado de dicha matriz; y medios situados adyacentes a dicha agrupación secundaria de fibras de recepción, para detectar dicha luz reflejada transmitida por dichas fibras de luz desde dicha matriz a dicha agrupación secundaria de fibras de recepción.
Otro documento de patente WO2005029028A1 describe un sensor táctil óptico. Dicho sensor táctil óptico comprende una parte de detección que comprende un cuerpo elástico transparente y una pluralidad de grupos de marcadores proporcionados en dicho cuerpo, cada grupo de marcadores que está compuesto por una serie de marcadores de
colores, con los marcadores que constituyen diferentes grupos de marcadores que tienen diferentes colores para cada grupo, dicho cuerpo elástico que tiene una superficie curva arbitraria; un dispositivo de fotografía para tomar una imagen del comportamiento de los marcadores de colores cuando dicha superficie curva del cuerpo elástico se pone en contacto con un objeto para obtener información de imagen de los marcadores, y un dispositivo de reconstrucción de distribución de vector de fuerza que incluye una función de transferencia mediante la cual se aplica un vector de fuerza a la superficie se reconstruye a partir de información en cuanto al comportamiento de los marcadores que se obtiene a partir de la información de imagen de los marcadores, y dicho dispositivo de reconstrucción de distribución de vector de fuerza que reconstruye las fuerzas aplicadas a dicha superficie a partir de dicha información en cuanto al comportamiento de los marcadores usando la función de transferencia.
El documento de patente US2015217781 A1 describe una unidad de manipulación que comprende una unidad de detección de objetos que incluye un sensor óptico de proximidad. La unidad de detección de objetos puede incluir una pluralidad de unidades de emisión de luz y una pluralidad de unidades de recepción de luz. Las unidades de emisión de luz pueden ser diodos emisores de luz (lEd ) infrarrojos y las unidades de recepción de luz pueden ser fototransistores configurados para detectar luz infrarroja. Los fototransistores se pueden operar como un tipo de sensor óptico que tiene una superficie sustancialmente amplia. En base a la posición del LED que se enciende por el controlador de sensor y la señal de salida del fototransistor, se puede configurar una unidad de control para calcular el objeto cerca (por ejemplo, dentro de una proximidad predeterminada) de la unidad de manipulación, por ejemplo, una posición de la mano o el dedo del usuario, una distancia a la unidad de manipulación y un área.
Breve descripción de la invención
El sistema de detección según la presente invención que detecta el tacto comprende al menos una capa intermedia; al menos una capa superior situada sobre la capa intermedia; al menos una fuente de luz situada debajo de la capa intermedia; al menos un sensor de imagen situado debajo de la capa intermedia; al menos un primer manojo de fibras ópticas que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica colocados de manera que unas puntas de los cuales se enfrentan a la fuente de luz y otras puntas de los cuales se enfrentan a dicha capa intermedia, y transmitir la luz obtenida de la fuente de luz a la capa superior situada sobre la capa intermedia; al menos un segundo manojo de fibras ópticas que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica, unas puntas de los cuales se emparejan con al menos un píxel del sensor de imagen y otras puntas de los cuales se colocan enfrentándose a la capa intermedia, y transmitir la imagen de la capa superior situada en la capa intermedia al sensor de imagen; al menos una unidad de control que analiza la imagen captada por el sensor de imagen usando técnicas de procesamiento de imágenes para calcular una fuerza aplicada sobre la capa intermedia; y al menos un enlace de datos para la comunicación de datos entre el sensor de imagen y la unidad de control. Según la invención que se reivindica, la capa superior transmite luz parcialmente.
En el sistema de detección según la presente invención, los rayos de luz recibidos desde la fuente de luz pasan a través de la capa intermedia sobre la capa superior a través del primer manojo de fibras ópticas. Se transmite una imagen de la capa superior al sensor de imagen a través del segundo manojo de fibras ópticas. Aquí, cuando se aplica una fuerza a través de la capa superior sobre la capa intermedia, un cuadro de imagen de un cambio de forma (patrón), un cambio de color o un cambio de brillo de la capa superior captado por el sensor de imagen se analiza por la unidad de control usando técnicas de procesamiento de imágenes de modo que se pueda calcular la fuerza aplicada a través de la capa superior sobre la capa intermedia.
Objeto de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de detección adecuado para su uso en sistemas robóticos.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de detección capaz de detectar el tacto.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de detección con un consumo de energía reducido. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de detección en donde se detecta si está sujeto a una cierta fuerza.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de detección en donde se detecta el punto de aplicación y el área de la fuerza aplicada.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de detección en donde se detecta la presión aplicada.
Otro objeto más de la presente invención es proporcionar un sistema de detección capaz de detectar las fuerzas aplicadas en dirección vertical al sensor, así como las fuerzas combinadas.
Descripción de los dibujos
Las realizaciones ilustrativas del sistema de detección según la presente invención se ilustran en los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es una 
vista lateral del sistema de detección.
La figura 2 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar del sistema de detección.
La figura 3 es una vista en perspectiva de una realización ejemplar del sistema de detección según se usa. La figura 4 es una 
vista lateral de otra realización ejemplar del sistema de detección.
La figura 5 es una 
vista lateral de otra realización ejemplar del sistema de detección según se usa.
La figura 6 es una 
vista lateral de otra realización ejemplar del sistema de detección.
A todas las partes ilustradas en los dibujos se les asigna individualmente un número de referencia y los términos correspondientes de estos números se enumeran a continuación:
Sistema de detección (S)
Capa intermedia (1)
Fuente de luz (2)
Sensor de imagen (3)
Capa superior (4)
Primer manojo de fibras ópticas (5a)
Segundo manojo de fibras ópticas (5b)
Enlace de datos (6)
Patrón (7)
Capa exterior (8)
Elemento elástico (9)
Obstáculo (10)
Elemento de distancia (11)
Descripción de la invención
Con la tecnología robótica avanzada, sentidos tales como la vista, el oído y el tacto se pueden detectar por sistemas de sensores. En particular, en robots de exploración usados para explorar aquellas áreas que son peligrosas para el ser humano o que no es posible que llegue la humanidad, las características de las áreas que están siendo exploradas se pueden detectar con precisión mediante dichos sistemas de sensores. Por lo tanto, con la presente invención, se proporciona un sistema de detección capaz de detectar el tacto.
El sistema de detección (S) según el preámbulo de la invención actualmente reivindicada, como se ilustra en las figuras 1-6, comprende al menos una capa intermedia (1); al menos una capa superior (4) situada sobre la capa intermedia (1 ); al menos una fuente de luz (2) situada debajo de la capa intermedia (1 ) (distante de la capa superior (4)); al menos un sensor de imagen (3) (es decir, un sensor de CCD, CMOS, etc.) situado debajo de la capa intermedia (1) (distante de la capa superior (4)); al menos un primer manojo de fibras ópticas (5a) que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica colocados de manera que unas puntas de los cuales se enfrenten la fuente de luz (2) y otras puntas de los cuales se enfrenten a dicha capa intermedia (1 ), y transmitir la luz obtenida de la fuente de luz (2) a la capa superior (4) situada en la capa intermedia (1); al menos un segundo manojo de fibras ópticas (5b) que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica, unas puntas de los cuales se emparejan con al menos un píxel del sensor de imagen (3) y otras puntas de los cuales se colocan enfrentándose a dicha capa intermedia (1), y transmitir la imagen de la capa superior (4) situada sobre la capa intermedia (1) al sensor de imagen (3); al menos una unidad de control (no mostrada) que analiza la imagen captada por el sensor de imagen (3) usando técnicas de procesamiento de imágenes para calcular una fuerza aplicada sobre la capa intermedia (1); y al menos un enlace de datos (6) para la comunicación de datos entre el sensor de imagen (3) y la unidad de control. Dicho enlace de datos (6) puede ser una conexión cableada o una conexión inalámbrica.
En una realización preferida, dicha capa superior (4) comprende al menos un patrón (7), como se muestra en las figuras 2 y 3. El patrón (7) que tiene preferiblemente una forma de tablero de ajedrez cuadrado, se deforma hacia la
capa intermedia (1), cuando se expone a una fuerza, como se muestra en la figura 3. Un cuadro de imagen de la capa superior (4) captado por el sensor de imagen (3) se procesa en dicha unidad de control con el fin de determinar en qué área se ha deformado el patrón (7) y en qué medida y cómo, y, por consiguiente, se calcula la fuerza y presión aplicada sobre la capa intermedia (1 ).
En otra realización preferida, dicha capa superior (4) comprende un material que cambia de color con la fuerza. En una realización ilustrativa, la capa superior (4) comprende una película polarizada. Si se aplica una fuerza sobre la película polarizada, se observan cambios de color en la película en base a la intensidad de la fuerza aplicada. Dado que el cuadro de imagen de la capa superior (4) captado por el sensor de imagen (3) se analiza por la unidad de control usando técnicas de procesamiento de imágenes, se detecta la extensión del cambio de color en la película polarizada. Como dicho cambio de color y área de cambio de color están asociados con la fuerza aplicada sobre la capa superior (4), también se calcula la extensión de la fuerza y presión aplicadas a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1 ).
En otra realización preferida, la capa superior (4) comprende un material piezocrómico. Los materiales piezocrómicos cambian de color con la presión. Dicho cambio de color varía dependiendo de la presión aplicada. En esta realización, dado que el cuadro de imagen de la capa superior (4) captado por el sensor de imagen (3) se analiza por la unidad de control usando técnicas de procesamiento de imágenes, se calculan el cambio de color en el material piezocrómico, el área de cambio de color y, de este modo, la extensión de la fuerza y presión aplicadas a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1). Los materiales piezocrómicos pueden ser reversibles (que vuelven a su color original cuando se elimina la fuerza aplicada sobre los mismos) o irreversible (que no vuelven a su color original cuando se elimina la fuerza aplicada sobre los mismos). En una realización preferida, el material piezocrómico usado en el sistema de detección (S) es reversible. De este modo, cuando se elimina la fuerza aplicada sobre la capa intermedia (1 ), el material piezocrómico vuelve a su color original y cuando se aplica una fuerza diferente sobre la capa intermedia (1), también se detecta la fuerza recién aplicada. En una realización alternativa, dicha capa superior (4) comprende una primera capa colocada en su lado cercano al entorno circundante y que contiene preferiblemente un material piezocrómico reversible (o cualquiera de otros tipos de superficies superiores), y una segunda capa colocada a su lado distante del entorno circundante y que contiene material piezocrómico irreversible. En esta realización, cuando se aplica una fuerza externamente sobre la capa intermedia (1), también se aplica una fuerza y presión sobre la segunda capa. No obstante, cuando se aplica una fuerza más alta que la fuerza prevista sobre la capa intermedia (1 ), se impone una fuerza más alta que el valor umbral sobre la segunda capa y el color de la segunda capa cambia permanentemente debido al material piezocrómico irreversible de la misma. De este modo, se detecta si se aplica o no sobre la capa intermedia (1) una fuerza más alta que la fuerza prevista, así como la magnitud de la fuerza aplicada en base al cambio de color de la segunda capa.
En otra realización, no cubierta por la reivindicación 1, la capa superior (4) comprende al menos una capa exterior (8) que es elástica y resistente a la luz, al menos un elemento elástico (9) colocado debajo de la capa exterior (8) y que es transparente y preferentemente en forma de gel, y una pluralidad de (por ejemplo, al menos en dos filas) obstáculos (10) colocados en el elemento elástico (9) y que tienen forma de partícula resistente a la luz de manera que su color sea diferente al de la capa exterior (8), como se muestra en las figuras 4 y 5. Como se muestra en la figura 5, cuando se aplica una fuerza a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1), dicha capa exterior (8) empuja los obstáculos (10) hacia los lados derecho e izquierdo y se acerca a la capa intermedia (1 ). Como resultado de este movimiento, se ven cambios de color en el cuadro de imagen de la capa superior (4) captada por el sensor de imagen (3). Analizando dicho cuadro de imagen por la unidad de control usando técnicas de procesamiento de imágenes, se determina la extensión del cambio de color. De este modo, se calcula la cantidad de fuerza aplicada a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1).
En otra realización preferida, la citada capa superior (4) comprende un fósforo y/o cualquier otro material que almacena en sí mismo una parte de la luz pero pasa a emitir luz cuando se corta la luz procedente de la fuente de luz. En esta realización, dicha fuente de luz (2) se activa en ciertos intervalos con el fin de aumentar la energía del fósforo y/o material similar. De este modo, incluso si la fuente de luz (2) se apaga, el fósforo y/o material similar emite luz durante un cierto período de tiempo. En esta realización, cuando se aplica una fuerza a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1), el brillo de una sección del cuadro de imagen de la capa superior (4) captado por el sensor de imagen (3) que se somete a una fuerza es más alto que aquellas secciones que no se someten a una fuerza. En el citado cuadro de imagen, se compara el brillo de diferentes píxeles de modo que se pueda calcular la fuerza aplicada a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1).
Según la invención reivindicada, dicha capa superior (4) transmite parcialmente la luz (por ejemplo, una película de espejo o una estructura porosa fina como un velo). Como es conocido, tales estructuras normalmente transmiten luz, pero si se coloca detrás de las mismas un objeto opaco que bloquea la transmisión de luz, refleja la luz de vuelta. En esta realización, los rayos de luz recibidos de la fuente de luz (2), que se transmiten a través de la capa intermedia (1) sobre la capa superior (4) a través del primer manojo de fibras ópticas (5a), normalmente se transmiten al entorno circundante (y está presente una imagen del entorno circundante en la imagen captada por el sensor de imagen (3)). No obstante, si se coloca un objeto en la capa intermedia (1), los rayos de luz pasan a través de la capa superior (4) e inciden sobre el objeto y se reflejan de vuelta desde el objeto. Una imagen del citado objeto también está presente en el cuadro de imagen captado por el sensor de imagen (3). El cuadro de imagen captado por el
sensor de imagen (3) se analiza por la unidad de control usando técnicas de procesamiento de imágenes de modo que se pueda calcular la fuerza aplicada a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1).
En otra realización alternativa, el primer manojo de fibras ópticas (5a) y/o el segundo manojo de fibras ópticas (5b) son manojos de múltiples piezas. En esta realización, el primer manojo de fibras ópticas (5a) y/o el segundo manojo de fibras ópticas (5b) comprenden una primera sección que incluye una pluralidad de cables de fibra óptica; una segunda sección que incluye una pluralidad de cables de fibra óptica; y un cable de fibra óptica portadora, al extremo del cual se conecta una punta de cada cable de fibra óptica en dicha primera sección y a otro extremo del cual se conecta una punta de cada cable de fibra óptica en la citada segunda sección, cuyo diámetro es mayor que el de los cables de fibra óptica en la primera sección y la segunda sección, y que transmite las luces transportadas por los cables de fibra óptica en la primera sección a los cables de fibra óptica en la segunda sección y las luces transportadas por los cables de fibra óptica en la segunda sección a los cables de fibra óptica en la primera sección. De esta forma, en las realizaciones en donde la longitud de los cables de fibra óptica deba ser larga, será suficiente que uno o un número limitado de cables de fibra óptica (fibra portadora) sean largos, en lugar de un alto número de cables de fibra óptica. En otra realización de la fibra portadora, el diámetro del citado cable de fibra óptica portadora es menor que el de la primera sección y la segunda sección. En esta realización, con el fin de tener un emparejamiento exacto de cada cable de fibra óptica en la primera sección con cada cable de fibra óptica en la segunda sección (es decir, para asegurar que los rayos de luz provenientes de diferentes cables de fibra óptica no se interpongan unos con otros), el primer manojo óptico (5a) y/o el segundo manojo de fibras ópticas (5b) también comprenden al menos dos elementos ópticos, cada uno interpuesto entre el cable de fibra óptica portadora y la primera sección, y entre el cable de fibra óptica portadora y la segunda sección. Los citados elementos ópticos evitan que los rayos de luz que fluyen a través del cable de fibra óptica portadora se interpongan uno con otros.
En una realización alternativa mostrada en la figura 6, el sistema de detección comprende al menos dos elementos de distancia (11), colocados entre la citada capa superior (4) y la capa intermedia (1), y que mantienen la capa superior (4) y la capa intermedia (1 ) separadas una de otra. En esta realización, dicha capa superior (4) o bien puede ser elástica o bien puede ser rígida.
En el sistema de detección (S), los rayos de luz recibidos de la fuente de luz (2) se pasan a través de la capa intermedia (1) y sobre la capa superior (4) a través del primer manojo de fibras ópticas (5a). Una imagen de la capa superior (4) se transmite al sensor de imagen por medio del segundo manojo de fibras ópticas (5b). Aquí, cuando se aplica una fuerza a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1), se analiza un cuadro de imagen del cambio de forma (y/o patrón (7)), cambio de color o cambio de brillo de la superficie superior (4) captado por el sensor de imagen (3) por la unidad de control usando técnicas de procesamiento de imágenes, de modo que se pueda calcular la fuerza aplicada a través de la capa superior (4) sobre la capa intermedia (1). Además, gracias al área de desplazamiento representada por el área de cambio de color en la imagen obtenida, se calcula la presión aplicada en cualquier dirección (por ejemplo, ángulos transversales). Además, con la detección de un cambio en un patrón (7) de la capa superior (4), también se pueden detectar las fuerzas aplicadas sobre la capa superior (4) desde diferentes ángulos (por ejemplo, ángulos rectos), así como su dirección.
Claims (1)
1. Un sistema de detección (S) que detecta el tacto, que comprende:
- al menos una capa intermedia (1 );
- al menos una capa superior (4) situada sobre la capa intermedia (1);
- al menos una fuente de luz (2) situada debajo de la capa intermedia (1);
- al menos un sensor de imagen (3) situado debajo de la capa intermedia (1);
- al menos un primer manojo de fibras ópticas (5a) que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica colocados de manera que unas puntas de los cuales se enfrentan a la fuente de luz (2 ) y otras puntas de los cuales se enfrentan a la citada capa intermedia (1 ), y que transmite la luz obtenida de la fuente de luz (2) a la capa superior (4) situada sobre la capa intermedia (1);
- al menos un segundo manojo de fibras ópticas (5b) que comprende una pluralidad de cables de fibra óptica, unas puntas de los cuales se emparejan con al menos un píxel del sensor de imagen (3) y otras puntas de los cuales se colocan enfrentándose a dicha capa intermedia (1), y que transmite la imagen de la capa superior (4) situada sobre la capa intermedia (1) al sensor de imagen (3);
- al menos una unidad de control que analiza la imagen captada por el sensor de imagen (3) usando técnicas de procesamiento de imágenes para calcular una fuerza aplicada sobre la capa intermedia (1 ); y
- al menos un enlace de datos (6) para la comunicación de datos entre el sensor de imagen (3) y la unidad de control caracterizado por que la capa superior (4) transmite parcialmente luz.
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