Gelsight FlexiRay：通过激发大变形实现柔性全覆盖多模态感知

将触觉感知集成到顺从软型机械手臂中，为实现先进的机器人抓取和更安全的人机交互提供了有前景的路径。视觉-触觉传感器实现高分辨率、大面积触觉感知，成本较低。然而，传统的视觉-触觉传感器依赖刚性形式，在牺牲指尖顺从性和感知区域的同时，实现局部触觉反馈。实现软机械手臂中 seamless 的大面积触觉感知仍具有挑战，因为软结构固有的变形会阻挡光路并限制相机的视场。为解决这些问题，本文提出Gelsight FlexiRay，这是一种用于安全顺从交互的多模态视觉-触觉传感器，集成Finray Effect机械手臂。首先，我们采用多镜像配置，并基于FRE机械手臂的物理力-变形特性进行系统建模与优化。其次，我们将Gelsight FlexiRay增强为具备接触力、位置、 proprioception、温度、纹理和滑动感知的类人类多模态感知能力。实验表明，Gelsight FlexiRay在多种变形状态下表现出稳健的触觉性能，力量测量精度为0.14 N，proprioceptive定位精度为0.19 mm。与当前符合要求的视觉-触觉传感器相比，FlexiRay在相同负载下的结构变形大5倍。其扩展的感知区域以及能够区分接触信息并执行抓取和分类任务，凸显了其在软机械系统中实现 versatile 大面积多模态触觉感知集成的潜力。本工作为符合要求的机器人应用中的灵活、高分辨率触觉感知奠定了基础。