Large-scale Deployment of Vision-based Tactile Sensors on Multi-fingered Grippers

要約

視覚ベースの触覚センサー (VBTS) は、画像測定を利用して人間のような高空間解像度のパフォーマンスを提供できるという点で、大きな可能性を示しています。
しかし、現在の VBTS 設計は通常、ロボット グリッパーの指先に限定されており、多くの把握および操作タスクでは物体との複数の接触点が必要となるため、いくぶん不十分であることが判明しています。
VBTS を介して大規模な多面触覚センシングを可能にするという最終目標に向けて、私たちの研究では、(i) 遅延を最小限に抑えた同期画像取得システムを開発し、(ii) 指の指節骨に簡単に統合できるモジュール化された VBTS 設計を提案します。
iii) 複数の VBTS の同時校正におけるデータ効率を向上させるゼロショット校正アプローチを考案します。
7 つの VBTS を備えた小型 3 本指ロボット グリッパー内でシステムを検証する際、グリッパーの指と手のひらの両方の接触面を覆うことで触覚知覚性能が向上することを実証しました。
さらに、VBTS 設計がさまざまなエンドエフェクターの形態にシームレスに統合され、キャリブレーションに必要なデータが大幅に削減されることを示します。

要約(オリジナル)

Vision-based Tactile Sensors (VBTSs) show significant promise in that they can leverage image measurements to provide high-spatial-resolution human-like performance. However, current VBTS designs, typically confined to the fingertips of robotic grippers, prove somewhat inadequate, as many grasping and manipulation tasks require multiple contact points with the object. With an end goal of enabling large-scale, multi-surface tactile sensing via VBTSs, our research (i) develops a synchronized image acquisition system with minimal latency,(ii) proposes a modularized VBTS design for easy integration into finger phalanges, and (iii) devises a zero-shot calibration approach to improve data efficiency in the simultaneous calibration of multiple VBTSs. In validating the system within a miniature 3-fingered robotic gripper equipped with 7 VBTSs we demonstrate improved tactile perception performance by covering the contact surfaces of both gripper fingers and palm. Additionally, we show that our VBTS design can be seamlessly integrated into various end-effector morphologies significantly reducing the data requirements for calibration.

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