HumanFT: A Human-like Fingertip Multimodal Visuo-Tactile Sensor

要約

触覚センサーは、ロボットが日常業務において物体と効果的かつ安全に対話できるようにする上で重要な役割を果たします。
特に、視覚触覚センサーは、その高品質なフィードバックにより、2 本指および 3 本指のグリッパーでの使用が増加しています。
しかし、人型ロボット、特に器用な 5 本指の手に適したセンサーの開発には、依然として大きなギャップが残されています。
その理由の 1 つは、サイズがコンパクトなセンサーの設計と製造における課題にあります。
この論文では、人間の指先の形状と機能を再現するマルチモーダル視覚触覚センサー HumanFT を提案します。
人間の触覚センシングとロボットの触覚センシングの間のギャップを埋めるために、当社のセンサーはリアルタイムの力測定、高周波振動検出、および過熱アラートを備えています。
これを達成するために、私たちは力の伝播と温度感知に最適化された新しいタイプのエラストマーの一連の製造技術を開発しました。
さらに、当社のセンサーには、圧力と振動を感知できる回路が組み込まれています。
これらの機能は実験を通じて検証されています。
提案された設計はシンプルで、コスト効率よく製造できます。
私たちは、HumanFT がマルチモーダルな触覚情報を取得して解釈することにより、ヒューマノイド ロボットの知覚を強化できると信じています。

要約(オリジナル)

Tactile sensors play a crucial role in enabling robots to interact effectively and safely with objects in everyday tasks. In particular, visuotactile sensors have seen increasing usage in two and three-fingered grippers due to their high-quality feedback. However, a significant gap remains in the development of sensors suitable for humanoid robots, especially five-fingered dexterous hands. One reason is because of the challenges in designing and manufacturing sensors that are compact in size. In this paper, we propose HumanFT, a multimodal visuotactile sensor that replicates the shape and functionality of a human fingertip. To bridge the gap between human and robotic tactile sensing, our sensor features real-time force measurements, high-frequency vibration detection, and overtemperature alerts. To achieve this, we developed a suite of fabrication techniques for a new type of elastomer optimized for force propagation and temperature sensing. Besides, our sensor integrates circuits capable of sensing pressure and vibration. These capabilities have been validated through experiments. The proposed design is simple and cost-effective to fabricate. We believe HumanFT can enhance humanoid robots’ perception by capturing and interpreting multimodal tactile information.

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