Dedo tátil do robô sem pontos cegos

Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de dedo robótico com sensação de toque. O dedo pode localizar o toque com precisão muito alta (<1 mm) em uma superfície grande e multicurvada, muito parecida com sua contraparte humana.

Os métodos atuais para a construção de sensores de toque provaram ser difíceis de integrar nos dedos do robô devido a vários desafios, incluindo dificuldade em cobrir superfícies multicurvas, alta contagem de fios ou dificuldade em encaixar nas pontas dos dedos pequenos, impedindo assim o uso em mãos hábeis. O novo método usa sinais sobrepostos de emissores e receptores de luz embutidos em uma camada transparente de guia de ondas que cobre as áreas funcionais do dedo.

Ao medir o transporte de luz entre cada emissor e receptor, um conjunto de dados de sinal muito rico pode ser obtido que muda em resposta à deformação do dedo devido ao toque. Métodos de aprendizado profundo puramente orientados a dados podem extrair informações úteis dos dados, incluindo localização de contato e força normal aplicada, sem a necessidade de modelos analíticos. O resultado é um dedo robótico totalmente integrado e sensorizado com baixa contagem de fios, construído usando métodos de fabricação acessíveis e projetado para fácil integração em mãos hábeis.

Dois aspectos da tecnologia subjacente se combinam para permitir os novos resultados. Primeiro, os pesquisadores usam a luz para sentir o toque. Sob a “pele”, o dedo tem uma camada de silicone transparente na qual brilham a luz de mais de 30 LEDs. O dedo também tem mais de 30 fotodiodos que medem como a luz é refletida. Sempre que o dedo toca em algo, sua pele se deforma, então a luz se desloca na camada transparente embaixo. Medindo a quantidade de luz que vai de cada LED para cada diodo, os pesquisadores acabam com cerca de 1.000 sinais, cada um contendo alguma informação sobre o contato que foi feito. Como a luz também pode ser refletida em um espaço curvo, esses sinais podem cobrir uma forma 3D complexa, como a ponta de um dedo.

Em segundo lugar, a equipe projetou esses dados para serem processados ​​por algoritmos de aprendizado de máquina. Como há tantos sinais, todos parcialmente sobrepostos uns aos outros, os dados são complexos demais para serem interpretados por humanos. Felizmente, as técnicas atuais de aprendizado de máquina podem aprender a extrair as informações que interessam aos pesquisadores:onde o dedo está sendo tocado, o que está tocando o dedo, quanta força está sendo aplicada etc.

Além disso, a equipe construiu o dedo para que ele e outros possam ser colocados em mãos robóticas. Integrar o sistema em uma mão é fácil:o dedo coleta quase 1.000 sinais, mas precisa apenas de um cabo de 14 fios conectando-o à mão e não precisa de eletrônica externa. Os pesquisadores têm duas mãos hábeis (capazes de agarrar e manipular objetos) sendo equipadas com esses dedos – uma tem três dedos e a outra quatro. A equipe usará essas mãos para demonstrar habilidades de manipulação hábil, com base em dados táteis e proprioceptivos.

Assista o dedo em ação na Tech Briefs TV aqui. Para mais informações, entre em contato com Holly Evarts em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.; 212-854-3206 .