Sensor Taktil Lembut dengan Karakteristik yang Sebanding dengan Kulit untuk Robot
Tim Aresearch mengembangkan sensor sentuhan lembut dengan karakteristik yang sebanding dengan kulit. Gripper robot dengan sensor yang dipasang di ujung jari dapat menyelesaikan tugas yang menantang seperti menggenggam benda rapuh dengan stabil dan memasukkan jarum.
Karakteristik utama kulit manusia adalah kemampuannya untuk merasakan gaya geser — gaya yang membuat dua benda tergelincir atau meluncur satu sama lain saat bersentuhan. Dengan merasakan besarnya, arah, dan perubahan gaya geser yang halus, kulit manusia dapat bertindak sebagai umpan balik dan memungkinkan kita menyesuaikan cara memegang objek secara stabil dengan tangan dan jari kita atau seberapa erat kita harus menggenggamnya.
Untuk meniru fitur kulit manusia ini, sensor sentuhan lembut diintegrasikan ke dalam struktur berlapis-lapis seperti kulit manusia dan mencakup film fleksibel dan magnet khusus setebal 0,5 mm sebagai lapisan atas. Ketika gaya eksternal diberikan padanya, ia dapat mendeteksi perubahan medan magnet karena deformasi film. Lebih penting lagi, ia dapat memisahkan atau menguraikan gaya eksternal secara otomatis menjadi dua komponen:gaya normal (gaya yang diterapkan secara tegak lurus ke objek) dan gaya geser, memberikan pengukuran yang akurat dari kedua gaya ini.
Selain itu, sensor memiliki karakteristik mirip kulit manusia lainnya:"resolusi super" taktil yang memungkinkannya menemukan posisi rangsangan seakurat mungkin. Algoritme resolusi super taktil yang efisien menggunakan pembelajaran mendalam untuk mencapai peningkatan 60 kali lipat dari akurasi pelokalan untuk posisi kontak. Algoritme resolusi super taktil semacam itu dapat membantu meningkatkan resolusi fisik larik sensor taktil dengan jumlah unit penginderaan paling sedikit, sehingga mengurangi jumlah kabel dan waktu yang diperlukan untuk transmisi sinyal.
Dengan memasang sensor di ujung jari robot gripper, tim menunjukkan bahwa robot dapat menyelesaikan tugas yang menantang. Pegangan robot dengan stabil menggenggam benda-benda rapuh seperti telur sementara kekuatan eksternal mencoba menyeretnya menjauh, dan memasukkan jarum melalui teleoperasi. Sensor dapat dengan mudah diperluas ke bentuk susunan sensor atau bahkan kulit elektronik kontinu yang menutupi seluruh tubuh robot.
Sensitivitas dan rentang pengukuran sensor dapat disesuaikan dengan mengubah arah magnetisasi lapisan atas (film magnetik) sensor tanpa mengubah ketebalan sensor. Hal ini memungkinkan e-skin memiliki sensitivitas dan rentang pengukuran yang berbeda di bagian yang berbeda, seperti halnya kulit manusia. Selain itu, sensor ini memiliki proses fabrikasi dan kalibrasi yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan sensor taktil lainnya.
Sensor ini dapat bermanfaat untuk aplikasi di bidang robotika seperti genggaman adaptif, manipulasi cekatan, pengenalan tekstur, prosthetics pintar, dan interaksi manusia-robot.
