Dual-modal Tactile E-skin: Enabling Bidirectional Human-Robot Interaction via Integrated Tactile Perception and Feedback

要約

没入型で自然な人間とロボットのインタラクションを促進するには、触覚の知覚とフィードバックの実装が不可欠となり、従来の感覚のギャップを効果的に埋めることができます。
この論文では、人間とロボットの相互作用を強化するために、磁気触覚センシングと振動フィードバックを統合するデュアルモーダル電子スキン (e-skin) を提案します。
デュアルモーダル触覚 e-skin は、柔軟な磁気フィルム、ソフトシリコン、ホールセンサーとアクチュエーターアレイ、およびマイクロコントローラーユニットで構成される層構造によって支えられた、多機能の触覚センシングとプログラム可能な触覚フィードバックを提供します。
e-skin は、ホール センサーを介して微妙な変形によって引き起こされる磁場の変化を捕捉し、正確な触覚知覚のためにディープラーニングを採用しています。
同時に、アクチュエータ アレイは機械的振動を生成して触覚フィードバックを促進し、多様な機械的刺激を伝達します。
特に、デュアルモーダル e-skin は触覚情報を双方向に伝達することができ、物体認識や精密な計量操作を可能にします。
この双方向の触覚インタラクション フレームワークは、人間とロボットの間のインタラクションの没入感と効率性を高めます。

要約(オリジナル)

To foster an immersive and natural human-robot interaction, the implementation of tactile perception and feedback becomes imperative, effectively bridging the conventional sensory gap. In this paper, we propose a dual-modal electronic skin (e-skin) that integrates magnetic tactile sensing and vibration feedback for enhanced human-robot interaction. The dual-modal tactile e-skin offers multi-functional tactile sensing and programmable haptic feedback, underpinned by a layered structure comprised of flexible magnetic films, soft silicone, a Hall sensor and actuator array, and a microcontroller unit. The e-skin captures the magnetic field changes caused by subtle deformations through Hall sensors, employing deep learning for accurate tactile perception. Simultaneously, the actuator array generates mechanical vibrations to facilitate haptic feedback, delivering diverse mechanical stimuli. Notably, the dual-modal e-skin is capable of transmitting tactile information bidirectionally, enabling object recognition and fine-weighing operations. This bidirectional tactile interaction framework will enhance the immersion and efficiency of interactions between humans and robots.

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