革命性触觉机器人手指实现亚毫米级触觉定位，无盲区
研究人员开发出一种新型具有触觉感知的机器人手指。该手指可在大面积多曲面上以极高精度（<1毫米）定位触觉，酷似人类手指。
当前构建触觉传感器的方法，因多重挑战难以集成到机器人手指中，包括难以覆盖多曲面、导线数量多、难以塞入细小指尖，从而阻碍在灵巧手上的应用。新方法利用嵌入透明波导层的发光器和接收器之间的重叠信号，该层覆盖手指功能区域。
通过测量每个发射器和接收器之间的光传输，可获得极其丰富的信号数据集，随手指因触觉产生的形变而变化。纯数据驱动的深度学习方法可从数据中提取有用信息，包括接触位置和施加的法向力，无需解析模型。结果是一个完全集成、传感器化的机器人手指，导线数量少，采用易获取制造方法构建，设计便于集成到灵巧手中。
底层技术的两个方面结合实现了新成果。首先，研究人员利用光感知触觉。在"皮肤"下，手指有一层透明硅胶，植入30多个LED发光。手指还植入30多个光电二极管，测量光线如何在透明层中反射。每当手指触碰物体，皮肤形变，底层透明层中光线位移。测量每个LED到每个二极管的光传输量，研究人员获得近1000个信号，每个都包含一些接触信息。因光也能在弯曲空间反射，这些信号可覆盖指尖等复杂三维形状。
其次，团队设计数据由机器学习算法处理。因信号数量多且部分重叠，数据过于复杂无法由人工解读。所幸当前机器学习技术能学会提取研究人员关心的信息：手指哪里被触碰、什么触碰手指、施加多大力等。
此外，团队构建手指以便装配到机器人手上。集成到手上很容易：手指收集近1000个信号，但仅需一根14芯电缆连接到手部，无需板外电子元件。研究人员有两只灵巧手（能抓取和操作物体）正装配这些手指——一只三指，一只四指。团队将利用这些手，基于触觉和本体感受数据演示灵巧操作能力。
在Tech Briefs TV观看手指演示。更多信息请联系Holly Evarts，邮箱：[受保护邮箱]；电话：212-854-3206.
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