3D Force and Contact Estimation for a Soft-Bubble Visuotactile Sensor Using FEM

要約

ソフトバブル触覚センサーは、広い接触面全体で密な接触と力の情報を捕捉する可能性があります。
ただし、局所的な接触は膜力学や空気圧によって全体的な表面形状を大きく変えるため、気泡表面の観察から直接接触力を抽出することは困難です。
この論文では、バブル センサーの内部 RGBD カメラと気圧センサーから密な接触力を再構築するモデルベースの方法を紹介します。
3 つの変数の校正のみを必要とする線形平面応力近似を使用する、気泡センサーの力応答の有限要素モデルを提示します。
私たちの方法は、最先端の方法よりもはるかに正確に垂直力とせん断力を再構築し、接触パッチの検出精度は同等であり、非常に少ないキャリブレーション データを使用することが示されています。

要約(オリジナル)

Soft-bubble tactile sensors have the potential to capture dense contact and force information across a large contact surface. However, it is difficult to extract contact forces directly from observing the bubble surface because local contacts change the global surface shape significantly due to membrane mechanics and air pressure. This paper presents a model-based method of reconstructing dense contact forces from the bubble sensor’s internal RGBD camera and air pressure sensor. We present a finite element model of the force response of the bubble sensor that uses a linear plane stress approximation that only requires calibrating 3 variables. Our method is shown to reconstruct normal and shear forces significantly more accurately than the state-of-the-art, with comparable accuracy for detecting the contact patch, and with very little calibration data.

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