哥倫比亞工程學(xué)院開發(fā)可以精確感應(yīng)觸摸的機械手指
哥倫比亞工程學(xué)院的研究人員已經(jīng)推出了一種機械手指,該手指能夠像人類手指一樣以不到1毫米的高精度感應(yīng)和定位觸摸。
哥倫比亞工程研究人員開發(fā)的光學(xué)戰(zhàn)術(shù)機器人手指。
研究人員的研究發(fā)表在《機電一體化IEEE/ASME交易》的在線版上,描述了開發(fā)機器人探測器的新方法:它使用來自光發(fā)射器的重疊信號接收器,接收器嵌入覆蓋手指功能區(qū)域的透明波導(dǎo)層中。
這種方法解決了目前用于制造機械手指的觸覺傳感器的方法所遇到的問題,例如難以覆蓋多彎曲的表面、大量的電線以及難以將所有東西都塞入小指尖的所有因素,這些因素阻礙了觸覺傳感器的集成進入機器人手中。
這項研究還表明,通過測量所有手指的發(fā)射器和接收器之間的光傳輸,可以獲取大量豐富的信號數(shù)據(jù)(這些數(shù)據(jù)隨觸摸壓力引起的變形而變化)。這使它能夠在很大的多曲面上以非常高的精度定位觸摸。
研究人員隨后證明,通過使用純數(shù)據(jù)驅(qū)動的深度學(xué)習(xí)方法,可以從數(shù)據(jù)中提取有用的信息,包括施加的力和接觸位置,而無需使用分析模型。最終結(jié)果是完全集成的、靈敏的機械手,線數(shù)少。它使用簡單的材料和易于使用的制造方法制造,并且設(shè)計為易于集成到dextrous機器人手中。
與其他人一起領(lǐng)導(dǎo)這項工作的Matei Ciocarlie說:“人的手指提供了令人難以置信的豐富的聯(lián)系信息——在每平方厘米的皮膚中有400多個微小的觸覺傳感器,那是促使我們嘗試從手指中獲取盡可能多數(shù)據(jù)的模型。確保手指各側(cè)的所有接觸都被遮蓋非常重要——我們實質(zhì)上制造了沒有盲點的觸覺機器人手指。”