Dedo Robótico Tátil Revolucionário Alcança Localização de Toque <1 mm Sem Pontos Cegos

Pesquisadores desenvolveram um novo tipo de dedo robótico com sentido de tato. O dedo pode localizar toque com precisão muito alta (<1 mm) sobre uma grande superfície multi-curva, muito como seu equivalente humano.

Métodos atuais para construir sensores de toque provaram ser difíceis de integrar em dedos robóticos devido a múltiplos desafios, incluindo dificuldade em cobrir superfícies multi-curvas, alta contagem de fios, ou dificuldade em caber em pontas de dedos pequenas, impedindo uso em mãos hábeis. O novo método usa sinais sobrepostos de emissores e receptores de luz embutidos em uma camada de guia de onda transparente que cobre as áreas funcionais do dedo.

Medindo 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 puramente baseados em dados de aprendizado profundo podem extrair informação útil dos dados, incluindo localização de contato e força normal aplicada, sem 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.

Duas Inovações-Chave

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

Em segundo lugar, a equipe projetou esses dados para serem processados por algoritmos de aprendizado de máquina. Como há tantos sinais, todos eles parcialmente sobrepostos uns com os outros, os dados são complexos demais para serem interpretados por humanos. Felizmente, técnicas atuais de aprendizado de máquina podem aprender a extrair a informação que os pesquisadores se importam: 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 fora da placa. 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 hábeis, baseadas em dados táteis e proprioceptivos.

Assista o dedo em ação no Tech Briefs TV aqui. Para mais informações, contate Holly Evarts em Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa de JavaScript habilitado para vê-lo.; 212-854-3206.