面向触觉重建与分类的优化晶格结构柔性电阻抗成像传感器
机器人学
2025-08-25 v2
摘要
柔性电阻抗成像（EIT）为传统触觉传感方法提供了一种有前景的替代方案，可实现低成本、可扩展且可变形的传感器设计。本文提出了一种优化的晶格结构柔性EIT触觉传感器，该传感器包含一层基于水凝胶的导电层，并通过三维耦合场仿真系统性地设计，以优化结构参数，从而增强灵敏度和鲁棒性。通过调整晶格通道宽度和导电层厚度，我们在触觉重建质量和分类性能上取得了显著提升。实验结果表明，该传感器可实现高质量的触觉重建，相关系数高达0.9275，峰值信噪比达到29.0303 dB，结构相似性指数高达0.9660，同时保持低至0.3798的相对误差。此外，优化后的传感器能准确分类12种不同的触觉刺激，准确率达到99.6%。这些结果凸显了仿真引导的结构优化在推动基于柔性EIT的触觉传感器走向可穿戴系统、机器人技术和人机界面等实际应用方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2505.00161,
title = {Optimized Lattice-Structured Flexible EIT Sensor for Tactile Reconstruction and Classification},
author = {Huazhi Dong and Sihao Teng and Xu Han and Xiaopeng Wu and Francesco Giorgio-Serchi and Yunjie Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.00161},
year = {2025}
}
备注
Accepted by IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement