eFlesh：利用Cut-Cell微结构的高度可定制磁触觉感知
机器人学
2025-06-12 v1 人工智能
摘要
如果人类经验有任何参考价值，那么在非结构化环境（如家庭和办公室）中有效操作需要机器人感知物理交互期间的力。然而，缺乏一种通用、易获取且易于定制的触觉传感器导致了机器人操作中碎片化的、传感器特定的解决方案——在许多情况下，甚至导致了无传感器的、不知力的方法。通过eFlesh，我们通过引入一种低成本、易于制造且高度可定制的磁触觉传感器来弥合这一差距。构建eFlesh传感器仅需四个组件：爱好者级3D打印机、现成磁铁（<5美元）、所需形状的CAD模型和磁力计电路板。该传感器由可拼接的参数化微结构构建，允许调整传感器的几何形状及其力学响应。我们提供了一个开源设计工具，可将凸OBJ/STL文件转换为可3D打印的STL文件以进行制造。这种模块化设计框架使用户能够创建应用特定的传感器，并根据任务调整灵敏度。我们的传感器表征实验展示了eFlesh的能力：接触定位均方根误差（RMSE）为0.5 mm，法向力预测RMSE为0.27 N，切向力预测RMSE为0.12 N。我们还展示了一种泛化到未见物体的学习型滑移检测模型，准确率达到95%，以及一种使操作性能比仅视觉基线提升40%的视觉-触觉控制策略——在四个需要亚毫米精度才能成功完成的精确任务中实现了91%的平均成功率。所有设计文件、代码以及CAD-to-eFlesh STL转换工具均已开源，可在https://e-flesh.com获取。
引用
@article{arxiv.2506.09994,
title = {eFlesh: Highly customizable Magnetic Touch Sensing using Cut-Cell Microstructures},
author = {Venkatesh Pattabiraman and Zizhou Huang and Daniele Panozzo and Denis Zorin and Lerrel Pinto and Raunaq Bhirangi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.09994},
year = {2025}
}