Using Fiber Optic Bundles to Miniaturize Vision-Based Tactile Sensors

要約

視覚ベースの触覚センサーは、低コスト、非常に高い空間解像度、および広く入手可能な小型カメラを使用した統合の容易さの組み合わせにより、最近人気が高まっています。
ただし、関連する視野と焦点距離を人間サイズの指に収めるのは困難です。
この論文では、光ファイバー束を使用して、平均的な人間の指先よりも小さい直径 15 mm のフォームファクターを実現しました。
電子機器とカメラも離れた場所に配置されているため、パッケージ サイズがさらに縮小されます。
このセンサーは、垂直接触力およびせん断接触力に対して 0.22 mm の空間分解能と最小力分解能 5 mN を達成します。
これらの特性により、DIGIT Pinki センサーはロボットや遠隔操作によるデジタル触診などのアプリケーションに適しています。
我々は、前立腺の触診におけるその有用性を実証し、それが擬似組織および体外組織の前立腺硬さの臨床的に適切な識別を達成できることを示す。

要約(オリジナル)

Vision-based tactile sensors have recently become popular due to their combination of low cost, very high spatial resolution, and ease of integration using widely available miniature cameras. The associated field of view and focal length, however, are difficult to package in a human-sized finger. In this paper we employ optical fiber bundles to achieve a form factor that, at 15 mm diameter, is smaller than an average human fingertip. The electronics and camera are also located remotely, further reducing package size. The sensor achieves a spatial resolution of 0.22 mm and a minimum force resolution 5 mN for normal and shear contact forces. With these attributes, the DIGIT Pinki sensor is suitable for applications such as robotic and teleoperated digital palpation. We demonstrate its utility for palpation of the prostate gland and show that it can achieve clinically relevant discrimination of prostate stiffness for phantom and ex vivo tissue.

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