FingerTac — An Interchangeable and Wearable Tactile Sensor for the Fingertips of Human and Robot Hands

要約

人間からロボットへのスキルの伝達は困難です。
現在、多くの研究者は、ロボットに教えるために人間から位置または関節角度のデータのみを取得することに重点を置いています。
このアプローチは、把握用途では目覚ましい結果をもたらしましたが、人間の手からロボットの手に物体ハンドリングや微細操作のための動作を再構築することについてはほとんど研究されていません。
人間は触覚フィードバックを使用して自分の動きをさまざまな物体に合わせて調整しますが、加えられた力を捉えて再現することは未解決の研究課題です。
本稿では、指先に分布する3軸力ベクトルを捉えるウェアラブル指先触覚センサを紹介します。
指先触覚センサーは人間の手とロボットハンドの間で交換可能であり、アレグロハンドなどのロボットハンドに取り付けるように組み立てることもできます。
このペーパーでは、センサーの構造的側面と、センサーの設計、製造、校正に使用される方法論およびアプローチについて説明します。
このセンサーは、X、Y、Z 方向でそれぞれ 0.21、0.16、0.44 ニュートンの平均絶対誤差で力を正確に測定できます。

要約(オリジナル)

Skill transfer from humans to robots is challenging. Presently, many researchers focus on capturing only position or joint angle data from humans to teach the robots. Even though this approach has yielded impressive results for grasping applications, reconstructing motion for object handling or fine manipulation from a human hand to a robot hand has been sparsely explored. Humans use tactile feedback to adjust their motion to various objects, but capturing and reproducing the applied forces is an open research question. In this paper we introduce a wearable fingertip tactile sensor, which captures the distributed 3-axis force vectors on the fingertip. The fingertip tactile sensor is interchangeable between the human hand and the robot hand, meaning that it can also be assembled to fit on a robot hand such as the Allegro hand. This paper presents the structural aspects of the sensor as well as the methodology and approach used to design, manufacture, and calibrate the sensor. The sensor is able to measure forces accurately with a mean absolute error of 0.21, 0.16, and 0.44 Newtons in X, Y, and Z directions, respectively.

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