具有皮肤可比特性的机器人软触觉传感器
Aresearch 团队开发了一种具有皮肤可比特性的软触觉传感器。安装在指尖的传感器的机器人夹持器可以完成具有挑战性的任务，例如稳定地抓取易碎物体和穿线。
人体皮肤的一个主要特征是它能够感知剪切力——当两个物体接触时，这种力会使两个物体相互滑动或滑动。通过感知剪切力的大小、方向和细微的变化，人体皮肤可以作为反馈，让我们调整手和手指如何稳定地握住物体，或者我们应该抓紧物体。
为了模仿人体皮肤的这一特性，柔软的触觉传感器被集成到类似于人体皮肤的多层结构中，并包括一个约 0.5 毫米薄的柔性和特殊磁化薄膜作为顶层。当对其施加外力时，它可以检测到由于薄膜变形而引起的磁场变化。更重要的是，它可以自动将外力解耦或分解成两个分量：法向力（垂直施加在物体上的力）和剪切力，分别提供这两个力的准确测量。
此外，该传感器还具有另一个类似人类皮肤的特性：触觉“超分辨率”，使其能够尽可能准确地定位刺激的位置。一种高效的触觉超分辨率算法使用深度学习将接触位置的定位精度提高了 60 倍。这种触觉超分辨率算法可以帮助以最少的传感单元提高触觉传感器阵列的物理分辨率，从而减少布线数量和信号传输所需的时间。
通过将传感器安装在机器人抓手的指尖，该团队表明机器人可以完成具有挑战性的任务。机器人抓手稳定地抓住鸡蛋等易碎物体，同时外力试图将其拖走，并通过遥控操作穿针。传感器可以很容易地扩展为传感器阵列的形式，甚至是覆盖机器人全身的连续电子皮肤。
在不改变传感器厚度的情况下，可以通过改变传感器顶层（磁膜）的磁化方向来调整传感器的灵敏度和测量范围。这使得电子皮肤在不同部位具有不同的灵敏度和测量范围，就像人的皮肤一样。此外，与其他触觉传感器相比，该传感器的制造和校准过程要短得多。
该传感器可应用于自适应抓取、灵巧操控、纹理识别、智能假肢、人机交互等机器人领域。
传感器