CushSense: Soft, Stretchable, and Comfortable Tactile-Sensing Skin for Physical Human-Robot Interaction

要約

ロボットにとって、腕全体の触覚フィードバックは、周囲との安全な物理的インタラクションを確保するために極めて重要である。本論文では、ロボット介護のような人間とロボットの物理的相互作用（pHRI）タスクのために設計された、布ベースの柔らかく伸縮可能な触覚センシングスキンであるCushSenseを紹介する。CushSenseは、伸縮可能な布と超弾性ポリマーを使用し、皮膚の変形による静電容量変化を監視することで接触を識別します。CushSenseはコスト効率が良く（1タクセル当たり7ドル）、製造が容易である。我々は、センサーの設計と製造プロセスの詳細と特性評価を行い、その高い検出精度（相対誤差0.58%）と耐久性（1000回の相互作用後の精度低下0.054%）を強調した。また、四肢の操作という補助的なタスクにおいて、安全性と快適性が認識されていることを強調するユーザー調査も行っています。センサー関連のリソースは全て https://emprise.cs.cornell.edu/cushsense でオープンソース化している。

要約(オリジナル)

Whole-arm tactile feedback is crucial for robots to ensure safe physical interaction with their surroundings. This paper introduces CushSense, a fabric-based soft and stretchable tactile-sensing skin designed for physical human-robot interaction (pHRI) tasks such as robotic caregiving. Using stretchable fabric and hyper-elastic polymer, CushSense identifies contacts by monitoring capacitive changes due to skin deformation. CushSense is cost-effective ($\sim$US\$7 per taxel) and easy to fabricate. We detail the sensor design and fabrication process and perform characterization, highlighting its high sensing accuracy (relative error of 0.58%) and durability (0.054% accuracy drop after 1000 interactions). We also present a user study underscoring its perceived safety and comfort for the assistive task of limb manipulation. We open source all sensor-related resources on https://emprise.cs.cornell.edu/cushsense.

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