无盲点的触觉机器人手指
研究人员开发了一种具有触觉的新型机器人手指。手指可以在一个大的、多曲面的表面上以非常高的精度（<1 毫米）定位触摸，就像人类的对应物一样。
目前用于构建触摸传感器的方法已被证明难以集成到机器人手指中，因为存在多种挑战，包括难以覆盖多曲面、高线数或难以适应小指尖，从而妨碍了在灵巧手中的使用。新方法使用来自嵌入在覆盖手指功能区域的透明波导层中的光发射器和接收器的重叠信号。
通过测量每个发射器和接收器之间的光传输，可以获得非常丰富的信号数据集，该数据集会随着手指因触摸而发生的变形而变化。纯数据驱动的深度学习方法可以从数据中提取有用信息，包括接触位置和施加的法向力，而不需要分析模型。其结果是一个完全集成的感应式机器人手指，导线数量少，采用可访问的制造方法制造，并且设计用于轻松集成到灵巧的手中。
底层技术的两个方面相结合，以实现新的结果。首先，研究人员使用光来感知触觉。在“皮肤”下，手指有一层由透明硅胶制成的层，他们将来自 30 多个 LED 的光照射到其中。手指上还有 30 多个光电二极管，用于测量光线的反射情况。每当手指触摸某物时，它的皮肤就会变形，因此光线会在下面的透明层中四处移动。研究人员测量了从每个 LED 到每个二极管的光量，最终得到近 1,000 个信号，每个信号都包含有关所进行接触的一些信息。由于光线也可以在弯曲的空间中反弹，因此这些信号可以覆盖复杂的 3D 形状，例如指尖。
其次，该团队将这些数据设计为由机器学习算法处理。因为有这么多的信号，它们都部分地相互重叠，数据太复杂而无法被人类解释。幸运的是，目前的机器学习技术可以学习提取研究人员关心的信息：手指被触摸的位置、手指被触摸的对象、施加了多大的力等。
此外，该团队还制作了手指，以便将其和其他手指放在机器人手上。将系统集成到手上很容易：手指收集了近 1,000 个信号，但只需要一根 14 线电缆将其连接到手上，并且不需要板外电子设备。研究人员有两只灵巧的手（能够抓住和操纵物体）配备这些手指——一只有三个手指，另一只有四个手指。该团队将根据触觉和本体感受数据，使用这些手来展示灵巧的操作能力。
在这里观看 Tech Briefs TV 上的手指动作。欲了解更多信息，请联系 Holly Evarts，此电子邮件地址已收到垃圾邮件机器人保护。您需要启用 JavaScript 才能查看它。 212-854-3206 .
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