Ученые из Columbia Engineering разработали новый тип роботизированных пальцев с высокоточным чувством прикосновения к сложным, рельефным поверхностям. Каждый палец способен "ощутить" рельеф поверхности с точностью до менее чем 1 мм, что приближает разработку к человеческим способностям.
Существующие методы создания сенсорных датчиков оказались сложными для интеграции в пальцы робота из-за множества проблем, в том числе из-за сложности покрытия многоугольных поверхностей, большого количества проводов или ограничений, связанных с конструкцией самих рук роботов.
Инженеры Columbia представили роботизированный палец с несколькими изгибами с точной локализацией прикосновения и нормальным обнаружением силы на сложных трехмерных поверхностях. Ключом к изобретению стало новое использование перекрывающихся сигналов от излучателей и приемников света, встроенных в прозрачный волноводный слой, который покрывает функциональные области пальца.
Измеряя перенос света между каждым излучателем и приемником, разработчики смогли получить очень богатый набор сигналов, который изменяется в ответ на деформацию пальца в результате прикосновения. Затем инженеры применили методы глубокого обучения, основанные исключительно на данных, которые смогли извлечь из полученных сигналов полезную информацию, такую как местоположение контакта и приложенную силу, без необходимости в аналитических моделях.
Конечный результат - полностью интегрированный сенсорный роботизированный палец с небольшим количеством проводов и легкодоступными производственными методами, разработанный для легкой интеграции в ловкие манипуляторы. Другими словами, пальцы можно установить на руки практически любого робота.