Feelit：将符合力学的形状显示器与基于视觉的触觉传感器结合实现实时遥控触觉

遥控触觉，即触觉反馈的传输，是遥操作领域的关键方面。高质量的遥控触觉反馈允许用户远程操作物体并提高人机界面质量，使得复杂的操作任务成为可能。然而，遥操作领域的触觉技术发展尚未充分利用现代基于视觉的触觉传感器提供的高分辨率3D数据。现有解决方案在形式或功能方面都有不足，如保真度或硬件占用空间。在本文中，我们展示了一种设计，用于通过物理3D表面重建和剪切位移，利用来自基于视觉的触觉传感器的实时高分辨率触觉信息。我们提出的设备名为Feelit，采用针式形状显示器和符合力学结构实现上述功能。针式形状显示器采用24个伺服电机配合微型Bowden缆，实现15x10 mm显示区域内6x4针的分辨率。每个针可在200 ms内实现3 mm位移，提供80 N力量和1.5 um深度分辨率。通过符合力学结构实现剪切位移和旋转，允许最小1 mm侧向位移和10度旋转。通过GelSight视觉触觉传感器以及采样深度数据和标记跟踪以生成执行器命令的算法，实现了实时3D触觉重建。通过包括形状识别和相对重量识别的系列实验，我们展示了该设备有望在遥操作领域扩展触觉能力。