Dedo robótico táctil sin puntos ciegos

Los investigadores han desarrollado un nuevo tipo de dedo robótico con sentido del tacto. El dedo puede localizar el tacto con una precisión muy alta (<1 mm) sobre una gran superficie con múltiples curvas, al igual que su homólogo humano.

Se ha demostrado que los métodos actuales para construir sensores táctiles son difíciles de integrar en los dedos de los robots debido a los múltiples desafíos, incluida la dificultad para cubrir superficies con múltiples curvas, el alto número de cables o la dificultad para encajar en las yemas de los dedos pequeños, lo que impide su uso en manos diestras. El nuevo método utiliza señales superpuestas de emisores y receptores de luz integrados en una capa de guía de ondas transparente que cubre las áreas funcionales del dedo.

Al medir el transporte de luz entre cada emisor y receptor, se puede obtener un conjunto de datos de señal muy rico que cambia en respuesta a la deformación del dedo debido al tacto. Los métodos de aprendizaje profundo puramente basados ​​en datos pueden extraer información útil de los datos, incluida la ubicación de contacto y la fuerza normal aplicada, sin necesidad de modelos analíticos. El resultado es un dedo robótico sensorizado totalmente integrado con un bajo número de cables, construido con métodos de fabricación accesibles y diseñado para una fácil integración en manos diestras.

Dos aspectos de la tecnología subyacente se combinan para permitir los nuevos resultados. Primero, los investigadores usan la luz para sentir el tacto. Debajo de la "piel", el dedo tiene una capa hecha de silicona transparente en la que brillaron la luz de más de 30 LED. El dedo también tiene más de 30 fotodiodos que miden cómo rebota la luz. Cada vez que el dedo toca algo, su piel se deforma, por lo que la luz se desplaza en la capa transparente que se encuentra debajo. Al medir la cantidad de luz que pasa de cada LED a cada diodo, los investigadores terminan con cerca de 1,000 señales que contienen información sobre el contacto que se realizó. Dado que la luz también puede rebotar en un espacio curvo, estas señales pueden cubrir una forma 3D compleja, como la punta de un dedo.

En segundo lugar, el equipo diseñó estos datos para ser procesados ​​por algoritmos de aprendizaje automático. Debido a que hay tantas señales, todas parcialmente superpuestas entre sí, los datos son demasiado complejos para ser interpretados por humanos. Afortunadamente, las técnicas actuales de aprendizaje automático pueden aprender a extraer la información que interesa a los investigadores:dónde se toca el dedo, qué toca el dedo, cuánta fuerza se aplica, etc.

Además, el equipo construyó el dedo para que éste y otros puedan colocarse en manos robóticas. Integrar el sistema en una mano es fácil:el dedo recoge casi 1000 señales, pero solo necesita un cable de 14 hilos que lo conecte a la mano y no necesita componentes electrónicos externos. Los investigadores tienen dos manos diestras (capaces de agarrar y manipular objetos) equipadas con estos dedos:uno tiene tres dedos y el otro cuatro. El equipo usará estas manos para demostrar habilidades de manipulación diestras, basadas en datos táctiles y propioceptivos.

Mire el dedo en acción en Tech Briefs TV aquí. Para obtener más información, comuníquese con Holly Evarts en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo.; 212-854-3206 .