基于滑动接触与触觉位姿估计的微量培养板精准放置用于实验室自动化

微孔板是化学与生物实验中常用的装置，其厚度几厘米并带有孔或凹坑。本文中，我们旨在解决将微孔板放置到微孔板架（下称架体）上的任务。该任务具有挑战性，因为架体凸起的槽高仅几毫米，且微孔板与架体间间隙小于 1 mm，因而放置时需精确控制。我们的放置任务存在如下挑战：1）架体检测位姿不确定；2）因凸起槽高度浅且间隙小，所需精度达毫米至亚毫米级；3）架体未固定于桌面且易受外力移动。为应对这些挑战，我们开发了如下方法：a）使用触觉传感器对抓取的微孔板进行精确位姿估计以处理问题（1）；b）将微孔板滑至目标架体上，同时保持与架体槽接触并估计其朝向以实现精准对齐。这实现了高精度控制（应对问题（2））并防止放置过程中架体位移（应对问题（3））。即便在架体位姿观测含噪下，我们也展示了微孔板放置任务的高成功率。