A low-cost touch sensor that is easy to deploy and performs well in various scenarios
圖片來源:Bhirangi 等人。

開發經濟實惠且高性能的感測器可以對機器人研究產生至關重要的影響,因為它可以改善感知,幫助促進機器人操縱和導航。近年來,工程師們推出了各種先進的觸控感測器設備,這些設備可以提高機器人偵測觸覺訊號的能力,利用收集到的資訊來指導其行動。

紐約大學的研究人員推出了 AnySkin,這是一種低成本且耐用的感測器,易於組裝並整合到機器人系統中。此感測器介紹於預先發佈於arXiv,比近年來推出的許多其他觸覺感測器更容易使用,因此可以為機器人研究開闢新的機會。

「觸覺是人類與周圍世界互動的基礎,但在當代機器人技術中,觸覺遠遠落後於視覺,過去幾年我一直在試圖理解其中的原因,」合著者 Raunaq Bhirangi 說。 Xplore。

「我們從機器人專家那裡聽到的最常見的原因是:『整合到我的設定中太困難了’,『我如何用它來訓練神經網路?’「我必須使用相同的感測器副本和評估-如果中途破裂怎麼辦?AnySkin 的設計目的就是為了解決這些問題。

AnySkin 是 Bhirangi 及其同事設計的新型磁性觸覺感測器,是研究人員推出的感測器的更新版本在之前的論文中,稱為 ReSkin。新感測器建立在 ReSkin 的簡單設計之上,但它還具有更好的訊號一致性以及設備電子裝置與其感測介面之間的物理分離。

AnySkin 可以在短短幾秒鐘內組裝完畢,並且可用於學習人工神經網路模型,而無需進行任何預處理。與ReSkin相比,它還以更高的一致性收集觸覺訊號,如果意外損壞,可以輕鬆快速地修復。

「如果你試圖教你的機器人執行令人興奮的任務,但不小心撕破了皮膚,你可以在 10 秒內更換你的皮膚並繼續你的實驗,」Bhirangi 說。「AnySkin 由兩個主要組件組成——皮膚和電子設備。皮膚是一種磁性彈性體,通過將磁性顆粒與矽樹脂的混合物固化,然後使用脈衝磁化器磁化而製成。”

AnySkin 感測器獨特的自黏式設計使感測器的整合方式具有更大的靈活性。這意味著它可以簡單地拉伸並插入到各種表面上,從而為它們配備感測功能。

該感測器還具有高度通用性,因為它可以輕鬆地製造成不同的形狀和形式並進行組裝。AnySkin 也可以簡單地從表面剝離並在損壞時更換。

在最初的測試中,研究人員發現他們的感測器表現非常出色,其性能可與其他成熟的感測器相媲美。。值得注意的是,他們還觀察到不同的 AnySkin 感測器表現出非常相似的性能和感測響應,這表明它們可以可靠地複製和大規模部署。

「我們使用機器學習來端到端地訓練一些機器人模型,這些模型接收來自 AnySkin 的原始訊號以及來自不同視角的圖像,並使用這些資訊來執行一些非常精確的任務——找到插座板並將插頭插入Bhirangi 說:“找到第一個插座,找到一台信用卡機並在其中刷卡,然後找到一個USB 連接埠並將USB 記憶棒插入其中。”

「雖然有趣的是,即使插座條/卡機/USB 連接埠的位置不同,我們也可以執行這些精確的任務,但更令人興奮的是,您可以更換皮膚,並且我們了解到這種普遍性將繼續發揮作用。

A low-cost touch sensor that is easy to deploy and performs well in various scenarios
圖片來源:Bhirangi 等人。

未來,AnySkin 可以整合到更廣泛的機器人系統上,並在其他場景中進行測試。研究人員認為,它非常適合收集大量觸覺數據,並用它來訓練大規模深度學習模型,類似於支撐電腦視覺和自然語言處理(NLP)的模型。

Bhirangi 補充說:“我們現在計劃將 AnySkin 整合到不同的機器人設置中,從簡單的機器人抓手到多指機器人手,以及機器人實用模型棒和感測手套等數據收集設備。”「我們還在尋找更好的方法來利用觸控資訊來改善細粒度的視覺觸覺控制機器人更多資訊:

Raunaq Bhirangi 等人,AnySkin:用於機器人觸摸的即插即用皮膚感應,arXiv(2024)。DOI:10.48550/arxiv.2409.08276期刊資訊:

引文

低成本觸控感應器顯示出大規模機器人應用的前景(2024 年,10 月 15 日)檢索日期:2024 年 10 月 15 日來自 https://techxplore.com/news/2024-10-sensor-large-scale-robotics-applications.html

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