AllTact Fin Ray: A Compliant Robot Gripper with Omni-Directional Tactile Sensing

要約

触覚センシングは、ロボットと環境の間に重要な連絡先情報を提供することにより、ロボットの把握と操作において重要な役割を果たします。
この論文では、オムニ方向性および局所的な触覚センシング能力を備えた新しい準拠のグリッパーデザインであるAlltact Fin Rayを紹介します。
指の本体は、透明な弾性シリコンを使用してユニボディキャストされており、指の基部に配置されたカメラは、全身と接触面の変形をキャプチャします。
適応構造のグローバルな変形により、一定の照明がもはや適用されないと仮定する既存の視覚ベースの触覚センシングアプローチが適用されます。
これに対処するために、エッジの特徴と空間的制約を使用して、グローバルな変形が最初に画像から再構築される新しいセンシング方法を提案します。
次に、詳細な接触ジオメトリは、動的に取得された参照画像に対する明るさの違いから計算されます。
広範な実験では、接触検出、力の推定、オブジェクトの把握、および正確な操作における提案されたグリッパー設計および検知方法の有効性を検証します。

要約(オリジナル)

Tactile sensing plays a crucial role in robot grasping and manipulation by providing essential contact information between the robot and the environment. In this paper, we present AllTact Fin Ray, a novel compliant gripper design with omni-directional and local tactile sensing capabilities. The finger body is unibody-casted using transparent elastic silicone, and a camera positioned at the base of the finger captures the deformation of the whole body and the contact face. Due to the global deformation of the adaptive structure, existing vision-based tactile sensing approaches that assume constant illumination are no longer applicable. To address this, we propose a novel sensing method where the global deformation is first reconstructed from the image using edge features and spatial constraints. Then, detailed contact geometry is computed from the brightness difference against a dynamically retrieved reference image. Extensive experiments validate the effectiveness of our proposed gripper design and sensing method in contact detection, force estimation, object grasping, and precise manipulation.

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