一种用于增强机器人手部灵活操作的多模态触觉指尖设计
机器人学
2025-10-08 v1
摘要
触觉感知在提升操作精度和灵活性方面具有巨大的潜力，但由于高传感器成本、制造和集成难题，以及难以从信号中提取富有表达性和可靠信息，触觉感知在机器人手中仍有限地应用。本文提出一种低成本、易制造、可适配且紧凑的机器人手指尖设计，集成多模态触觉传感器。我们使用应变计传感器捕获静力，利用接触麦克风传感器测量接触时的高频振动。这些触觉传感器集成在紧凑设计中，传感器占位最小，所有传感器均内部置于指尖中，因此不易受到交互的直接磨损。通过传感器表征，我们展示应变计传感器在 0-5 N 范围内提供可重复的 2D 平面力量测量，接触麦克风传感器具备区分接触材料特性的能力。我们将该设计应用于三个灵活操作任务，涵盖视觉遮挡从零到完全的情况。鉴于触觉传感器读数的表达性和可靠性，我们展示不同触觉感知模态可灵活地在操作的不同阶段使用，单独或结合视觉观察以实现更好的任务性能。例如，我们能够以 100% 的成功率精确计数并拆卸指定数量的纸杯盘子，而仅凭视觉方法难以实现。
引用
@article{arxiv.2510.05382,
title = {A multi-modal tactile fingertip design for robotic hands to enhance dexterous manipulation},
author = {Zhuowei Xu and Zilin Si and Kevin Zhang and Oliver Kroemer and Zeynep Temel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05382},
year = {2025}
}