Bio-Skin：一种具备多模态力与温度检测功能的低成本恒温触觉传感器

触觉传感器可以通过提供促进类人交互的接触信息，显著增强仿人机器人系统的感知能力。然而，现有的商用触觉传感器侧重于利用高成本组件和密集集成设计来提高单模态检测的分辨率和灵敏度，导致制造工艺复杂且价格高昂。在本工作中，我们提出了 Bio-Skin，一种低成本多模态触觉传感器，它利用单轴霍尔效应传感器进行平面法向力测量，并利用条状压敏电阻进行 2D 剪切力测量。与加热线耦合的热敏电阻被集成到硅胶主体中，以实现类似于人类皮肤的温度感觉和恒温功能。我们还提出了一种交叉参考框架来验证力传感信号的两种模态，提高了复杂电磁环境中的传感保真度。Bio-Skin 具有多层设计，每层按顺序制造并随后集成，从而提供了快速的生产途径。经过校准，Bio-Skin 展示了与当前商业产品相当的信号量程比、采样率和测量范围等性能指标，而成本仅为十分之一。使用 Allegro 手在物体抓取任务中评估了该传感器的真实世界性能，同时在材料检测任务中评估了其温度调节功能。