Doigt de robot tactile sans angles morts

Des chercheurs ont mis au point un nouveau type de doigt robotique doté d'un sens du toucher. Le doigt peut localiser le toucher avec une très grande précision (<1 mm) sur une grande surface multi-courbe, un peu comme son homologue humain.

Les méthodes actuelles de construction de capteurs tactiles se sont avérées difficiles à intégrer dans les doigts des robots en raison de multiples défis, notamment la difficulté à couvrir des surfaces multi-courbes, le nombre élevé de fils ou la difficulté à s'adapter au bout des doigts, empêchant ainsi l'utilisation dans des mains habiles. La nouvelle méthode utilise des signaux superposés provenant d'émetteurs et de récepteurs de lumière intégrés dans une couche de guide d'ondes transparente qui couvre les zones fonctionnelles du doigt.

En mesurant le transport de la lumière entre chaque émetteur et récepteur, un ensemble de données de signal très riche peut être obtenu qui change en réponse à la déformation du doigt due au toucher. Les méthodes d'apprentissage en profondeur purement basées sur les données peuvent extraire des informations utiles des données, y compris l'emplacement du contact et la force normale appliquée, sans avoir besoin de modèles analytiques. Le résultat est un doigt de robot sensoriel entièrement intégré avec un faible nombre de fils, construit à l'aide de méthodes de fabrication accessibles et conçu pour une intégration facile dans des mains habiles.

Deux aspects de la technologie sous-jacente se combinent pour permettre les nouveaux résultats. Tout d'abord, les chercheurs utilisent la lumière pour ressentir le toucher. Sous la «peau», le doigt a une couche en silicone transparent dans laquelle ils ont fait briller la lumière de plus de 30 LED. Le doigt possède également plus de 30 photodiodes qui mesurent la façon dont la lumière rebondit. Chaque fois que le doigt touche quelque chose, sa peau se déforme, de sorte que la lumière se déplace dans la couche transparente en dessous. En mesurant la quantité de lumière qui va de chaque LED à chaque diode, les chercheurs se retrouvent avec près de 1 000 signaux contenant chacun des informations sur le contact qui a été établi. Étant donné que la lumière peut également rebondir dans un espace courbe, ces signaux peuvent recouvrir une forme 3D complexe telle que le bout d'un doigt.

Deuxièmement, l'équipe a conçu ces données pour qu'elles soient traitées par des algorithmes d'apprentissage automatique. Parce qu'il y a tellement de signaux, tous se chevauchant partiellement, les données sont trop complexes pour être interprétées par des humains. Heureusement, les techniques d'apprentissage automatique actuelles peuvent apprendre à extraire les informations qui intéressent les chercheurs :où le doigt est touché, ce qui touche le doigt, la force appliquée, etc.

De plus, l'équipe a construit le doigt pour qu'il puisse être placé, ainsi que d'autres, sur des mains robotiques. L'intégration du système sur une main est simple :le doigt collecte près de 1 000 signaux mais n'a besoin que d'un câble à 14 fils le reliant à la main et il n'a pas besoin d'électronique externe. Les chercheurs ont deux mains habiles (capables de saisir et de manipuler des objets) équipées de ces doigts - l'une a trois doigts et l'autre quatre. L'équipe utilisera ces mains pour démontrer des capacités de manipulation habiles, basées sur des données tactiles et proprioceptives.

Regardez le doigt en action sur Tech Briefs TV ici. Pour plus d'informations, contactez Holly Evarts à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir.; 212-854-3206 .