新型多方向高分辨率觸覺傳感器,讓機(jī)器人的指尖充滿溫度
設(shè)計(jì)創(chuàng)新
OmniTact的目標(biāo)在于盡可能的緊湊,研究人員使用了常用于內(nèi)窺鏡中大視場(chǎng)短焦距的微型相機(jī),尺寸為1.35x1.35x5mm焦距為5mm,安放于3D打印的支架上。下圖顯示了垂直方向和水平方向上的橫截面圖,其中淺灰色代表了每個(gè)相機(jī)的視野,在減小盲區(qū)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了較小的傳感器直徑(30mm)。
垂直和水平橫截面視圖,淺灰色代表(相機(jī))傳感器感受范圍,垂直方向達(dá)到了270度,水平方向則達(dá)到了360度全向(僅僅有少許的盲點(diǎn))。
插插座任務(wù)
為了展示這種傳感器的能力,研究人員選擇了具有挑戰(zhàn)性的插插座任務(wù),僅僅依靠觸覺傳感器信息將充電頭插到墻上的插座里。這一任務(wù)既需要定位插頭相對(duì)于夾爪的位置,又需要定位夾爪相對(duì)于墻上插座的位置。
圖中顯示了實(shí)驗(yàn)過程以及觸覺傳感器側(cè)向和頂部觸覺圖像
為了學(xué)習(xí)插入任務(wù),研究人員使用了簡(jiǎn)單的模仿學(xué)習(xí)算法,基于OmniTact觸覺圖像來估計(jì)將插頭插入插座的末端位移。在僅僅使用鍵盤控制100次訓(xùn)練后,模型就能很好地完成任務(wù)了。
下表顯示了使用OmniTact傳感器帶來的成功率提升,證明了多方向觸覺傳感器是解決這類問題的關(guān)鍵所在。而使用單方向或者力傳感器成功率都大幅下降。
研究人員認(rèn)為更為緊湊、全面、清晰的視覺傳感器對(duì)于通用機(jī)器人任務(wù)和各領(lǐng)域的遙操作等應(yīng)用具用重要意義,未來將繼續(xù)探索小型化和低成本化的傳感器,使其適應(yīng)于更大的應(yīng)用范圍。
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