死角のない触覚ロボット指

研究者たちは、触覚を備えた新しいタイプのロボット指を開発しました。指は、人間の対応するものと同じように、大きな複数の湾曲した表面上で非常に高い精度（<1 mm）でタッチをローカライズできます。

タッチセンサーを構築するための現在の方法は、複数の湾曲した表面をカバーすることの難しさ、ワイヤー数の多さ、または小さな指先への適合の難しさなどの複数の課題のためにロボットの指に統合することが困難であることが証明されています。新しい方法では、指の機能領域を覆う透明な導波路層に埋め込まれた発光体と受信機からの重複信号を使用します。

すべてのエミッターとレシーバーの間の光輸送を測定することにより、タッチによる指の変形に応じて変化する非常に豊富な信号データセットを取得できます。純粋にデータ駆動型の深層学習手法では、分析モデルを必要とせずに、接触位置や適用された法線力などの有用な情報をデータから抽出できます。その結果、ワイヤー数が少なく、完全に統合されたセンサー付きロボットフィンガーが実現し、アクセス可能な製造方法を使用して構築され、器用な手に簡単に統合できるように設計されています。

基盤となるテクノロジーの2つの側面が組み合わされて、新しい結果が可能になります。まず、研究者は光を使って触覚を感知します。 「皮膚」の下には、指に透明なシリコンでできた層があり、その中に30個以上のLEDからの光が当たっています。指には、光がどのように跳ね返るかを測定する30個以上のフォトダイオードもあります。指が何かに触れると、その皮膚が変形するため、下の透明な層で光が移動します。すべてのLEDからすべてのダイオードにどれだけの光が入るかを測定すると、研究者は1,000近くの信号になり、それぞれに行われた接触に関する情報が含まれています。光は湾曲した空間でも跳ね返ることができるため、これらの信号は指先などの複雑な3D形状をカバーできます。

次に、チームはこのデータを機械学習アルゴリズムで処理するように設計しました。信号が非常に多く、すべてが部​​分的に重なり合っているため、データが複雑すぎて人間が解釈できません。幸いなことに、現在の機械学習技術では、研究者が関心を持っている情報（指が触れている場所、指に触れているもの、加えられている力など）を抽出する方法を学ぶことができます。

さらに、チームは指を作成して、指をロボットの手に置くことができるようにしました。システムを手に統合するのは簡単です。指は約1,000の信号を収集しますが、手に接続する14線ケーブルのみが必要であり、オフボードの電子機器は必要ありません。研究者は、これらの指を装備した2つの器用な手（オブジェクトをつかんで操作できる）を持っています。1つには3本の指があり、もう1つには4本の指があります。チームはこれらの手を使用して、触覚および固有受容感覚のデータに基づいて、器用な操作能力を実証します。

TechBriefsTVで指の動きをここでご覧ください。詳細については、HollyEvartsまでお問い合わせください。このメールアドレスはスパムボットから保護されています。表示するにはJavaScriptを有効にする必要があります。; 212-854-3206 。