一种基于事件的光触觉皮肤

本文提出一种新生物学、事件驱动的触觉感知系统，用于柔软大面积皮肤，基于集成于灵活硅胶光波导皮肤的动态视觉传感器 (DVS)。该设计不通过重复扫描嵌入式光电接收器，而是采用由两颗 DVS 相机侧视穿透皮肤的立体视觉 setup。这种设计在检测到亮度变化时产生事件，并通过三角测量估计压力在 2D 皮肤表面的位置，利用基于密度的空间聚类 (DBSCAN) 找到因压力作用产生的接触事件中心。该系统在 4620 mm2 的探测区域内进行了蜿蜒掠扫描评估。对于可被两个相机看到的所有压力，压力定位 achieved 均方根误差 (RMSE) 为 4.66 mm。结果凸显了该方法在柔性机器人和交互环境中实现宽面积灵活且响应迅速触觉传感器的潜力。此外，我们检验了当事件数据被显著降低时的系统性能。通过随机下采样，将事件流缩减为原始大小的 1/1024。在这种极端降低下，平均定位误差仅略增（从 4.66 mm 增至 9.33 mm），且系统仍为 85% 的试验产生有效的压力定位。这种下降率符合预期，因为某些压力不再产生足够的事件以形成可靠的聚类进行三角测量。这些结果表明，即使在极稀疏事件数据下，该感知方法仍具功能性，这为未来实现低功耗和降低计算负荷的实现指明了方向。该系统的检测延迟分布特征宽度为 31 ms。