MagicTac: A Novel High-Resolution 3D Multi-layer Grid-Based Tactile Sensor

要約

環境との相互作用に対する正確なロボット制御は、基本的に触覚接触を理解することに基づいている。本論文では、新しい高解像度グリッドベース触覚センサーであるMagicTacを紹介する。このセンサーは、マジックキューブ構造にヒントを得た、3D多層グリッドベースのデザインを採用している。この構造により、MagicTacの空間分解能を向上させ、外部との相互作用を感知することができる。さらに、このセンサーはマルチマテリアル積層造形技術を用いて製造され、製造プロセスを簡素化すると同時に、製造の再現性を確保している。従来の視覚ベースの触覚センサーと比較して、i）高い空間分解能、ii）大幅な低価格、iii）最小限の組み立てスキルを必要とする製造に適した構造という利点を提供する。我々は、変形場とオプティカルフローを用いた触覚再構成タスクにおいて、提案されたMagicTacを評価した。その結果、MagicTacは微細なテクスチャを捉えることができ、動的な接触情報に敏感であることが示された。グリッドベースのマルチマテリアル積層造形技術により、MagicTacの手頃な価格と生産性を向上させることができ、最小製造コストは4.76 GBP、最小製造時間は24.6分である。

要約(オリジナル)

Accurate robotic control over interactions with the environment is fundamentally grounded in understanding tactile contacts. In this paper, we introduce MagicTac, a novel high-resolution grid-based tactile sensor. This sensor employs a 3D multi-layer grid-based design, inspired by the Magic Cube structure. This structure can help increase the spatial resolution of MagicTac to perceive external interaction contacts. Moreover, the sensor is produced using the multi-material additive manufacturing technique, which simplifies the manufacturing process while ensuring repeatability of production. Compared to traditional vision-based tactile sensors, it offers the advantages of i) high spatial resolution, ii) significant affordability, and iii) fabrication-friendly construction that requires minimal assembly skills. We evaluated the proposed MagicTac in the tactile reconstruction task using the deformation field and optical flow. Results indicated that MagicTac could capture fine textures and is sensitive to dynamic contact information. Through the grid-based multi-material additive manufacturing technique, the affordability and productivity of MagicTac can be enhanced with a minimum manufacturing cost of 4.76 GBP and a minimum manufacturing time of 24.6 minutes.

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