面向大面积柔性触觉传感器的可扩展正交数字编码架构设计
机器人学
2025-09-16 v1
摘要
人类式具身触觉感知是下一代智能机器人不可或缺的能力。实现类似人类皮肤般的大面积、全身柔软覆盖，同时具备高灵敏度和快速响应，仍面临着编码效率和布线复杂度等关键瓶颈，这显著限制了可扩展性和实现人类皮肤级触觉感知所需的实时性能。为此，本文提出一种新型架构，采用仿照码分多址（CDMA）的正交数字编码，以克服上述挑战。我们的去中心化编码策略通过启用来自分布式感知节点的能量正交基码的并行叠加，大幅减少布线需求并提高数据吞吐量。我们使用现成的 16 节点感知阵列实现并验证了该策略，以重建压力分布，仅使用单根传输线即可实现 12.8 ms 的时序分辨率。关键在于，该架构能够在节点数量数个数量级（达到数千个节点）下保持亚 20ms 的延迟。通过从根本上重新定义软电子学中的信号编码范式，本工作为开发具备人类式感知能力的可扩展具身智能系统开辟了新 Frontier。
引用
@article{arxiv.2509.10888,
title = {Design of scalable orthogonal digital encoding architecture for large-area flexible tactile sensing in robotics},
author = {Weijie Liu and Ziyi Qiu and Shihang Wang and Deqing Mei and Yancheng Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.10888},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 9 figures(Accepted to IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2025)