Pegangan Robotik dengan Sensor Taktil Lunak Seperti Kulit untuk Penanganan Presisi
Tim penelitian mengembangkan sensor taktil lunak dengan karakteristik yang setara dengan kulit. Pegangan robotik dengan sensor yang dipasang di ujung jari dapat menyelesaikan tugas yang menantang seperti dengan stabil meraih benda rapuh dan menjahit jarum.
Karakteristik utama kulit manusia adalah kemampuannya untuk merasakan gaya geser — gaya yang membuat dua benda melintasi atau meluncur satu sama lain saat bersentuhan. Dengan merasakan besarnya, arah, dan perubahan halus gaya geser, kulit manusia dapat bertindak sebagai umpan balik dan memungkinkan kita untuk menyesuaikan bagaimana memegang benda dengan stabil dengan tangan dan jari kita atau sekuat apa kita harus meraihnya.
Untuk meniru fitur kulit manusia ini, sensor taktil lunak terintegrasi ke dalam struktur multi-lapisan seperti kulit manusia dan mencakup film magnet khusus yang fleksibel dengan tebal sekitar 0,5 mm sebagai lapisan atas. Ketika gaya eksternal diberikan padanya, ia dapat mendeteksi perubahan medan magnet karena deformasi film. Yang lebih penting, ia dapat secara otomatis memisahkan atau dekompos gaya eksternal menjadi dua komponen: gaya normal (gaya yang diterapkan secara tegak lurus terhadap benda) dan gaya geser, yang memberikan pengukuran yang akurat dari kedua gaya ini, masing-masing.
Selain itu, sensor memiliki karakteristik lain seperti kulit manusia: “super-resolusi” taktil yang memungkinkannya untuk menentukan lokasi rangsang dengan seakurat mungkin. Algoritma super-resolusi taktil yang efisien menggunakan deep learning untuk mencapai peningkatan 60 kali lipat akurasi lokalisasi posisi kontak. Algoritma super-resolusi taktil ini dapat membantu meningkatkan resolusi fisik array sensor taktil dengan jumlah unit penginderaan yang paling sedikit, sehingga mengurangi jumlah kabel dan waktu yang diperlukan untuk transmisi sinyal.
Dengan memasang sensor di ujung jari pegangan robotik, tim menunjukkan bahwa robot dapat menyelesaikan tugas yang menantang. Pegangan robotik dengan stabil meraih benda rapuh seperti telur sementara gaya eksternal mencoba mencabutnya, dan menjahit jarum melalui teleoperasi. Sensor dapat dengan mudah diperluas menjadi bentuk array sensor atau bahkan elektronik kulit kontinu yang mencakup seluruh tubuh robot.
Sensitivitas dan rentang pengukuran sensor dapat disesuaikan dengan mengubah arah magnetisasi lapisan atas (film magnet) sensor tanpa mengubah ketebalan sensor. Ini memungkinkan e-skin untuk memiliki sensitivitas dan rentang pengukuran yang berbeda di bagian yang berbeda, sama seperti kulit manusia. Juga, sensor memiliki proses pembuatan dan kalibrasi yang jauh lebih singkat dibandingkan sensor taktil lainnya.
Sensor dapat bermanfaat untuk aplikasi di bidang robotika seperti penangkapan adaptif, manipulasi cerdas, pengenalan tekstur, prostetik cerdas, dan interaksi manusia-robot.
