Jari Robot Taktil Tanpa Titik Buta
Para peneliti telah mengembangkan jenis jari robotik baru dengan indera peraba. Jari dapat melokalisasi sentuhan dengan presisi yang sangat tinggi (<1 mm) di atas permukaan multi-lengkungan yang besar, mirip dengan jari manusia.
Metode saat ini untuk membangun sensor sentuh telah terbukti sulit untuk diintegrasikan ke dalam jari robot karena berbagai tantangan termasuk kesulitan dalam menutupi permukaan multi-lengkung, jumlah kabel yang tinggi, atau kesulitan memasang ujung jari yang kecil, sehingga mencegah penggunaan di tangan yang cekatan. Metode baru ini menggunakan sinyal yang tumpang tindih dari pemancar dan penerima cahaya yang tertanam dalam lapisan pemandu gelombang transparan yang menutupi area fungsional jari.
Dengan mengukur transportasi cahaya antara setiap emitor dan penerima, kumpulan data sinyal yang sangat kaya dapat diperoleh yang berubah sebagai respons terhadap deformasi jari karena sentuhan. Metode deep learning murni berbasis data dapat mengekstrak informasi yang berguna dari data, termasuk lokasi kontak dan gaya normal yang diterapkan, tanpa memerlukan model analitik. Hasilnya adalah jari robot bersensor yang terintegrasi penuh dengan jumlah kabel yang rendah, dibuat menggunakan metode manufaktur yang dapat diakses dan dirancang untuk integrasi yang mudah ke tangan yang terampil.
Dua aspek dari teknologi yang mendasari digabungkan untuk memungkinkan hasil baru. Pertama, para peneliti menggunakan cahaya untuk merasakan sentuhan. Di bawah "kulit", jari memiliki lapisan yang terbuat dari silikon transparan di mana mereka memancarkan cahaya dari lebih dari 30 LED. Jari juga memiliki lebih dari 30 fotodioda yang mengukur bagaimana cahaya memantul. Setiap kali jari menyentuh sesuatu, kulitnya berubah bentuk, jadi cahaya bergeser di sekitar lapisan transparan di bawahnya. Mengukur berapa banyak cahaya yang masuk dari setiap LED ke setiap dioda, para peneliti mendapatkan hampir 1.000 sinyal yang masing-masing berisi beberapa informasi tentang kontak yang dibuat. Karena cahaya juga dapat memantul di ruang melengkung, sinyal ini dapat menutupi bentuk 3D yang kompleks seperti ujung jari.
Kedua, tim merancang data ini untuk diproses oleh algoritma pembelajaran mesin. Karena ada begitu banyak sinyal, semuanya tumpang tindih sebagian, datanya terlalu rumit untuk ditafsirkan oleh manusia. Untungnya, teknik pembelajaran mesin saat ini dapat belajar untuk mengekstrak informasi yang menjadi perhatian peneliti:di mana jari disentuh, apa yang menyentuh jari, berapa banyak kekuatan yang diterapkan, dll.
Selain itu, tim membuat jari sehingga jari dan lainnya dapat diletakkan di tangan robot. Mengintegrasikan sistem ke tangan itu mudah:jari mengumpulkan hampir 1.000 sinyal tetapi hanya membutuhkan kabel 14-kawat yang menghubungkannya ke tangan dan tidak memerlukan elektronik off-board. Para peneliti memiliki dua tangan yang cekatan (mampu menggenggam dan memanipulasi objek) yang dilengkapi dengan jari-jari ini - satu memiliki tiga jari dan yang lainnya empat. Tim akan menggunakan tangan ini untuk menunjukkan kemampuan manipulasi yang cekatan, berdasarkan data taktil dan proprioseptif.
Tonton aksi jari di Tech Briefs TV di sini. Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Holly Evarts di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya.; 212-854-3206 .
