可扩展的仿真引导的柔顺触觉手指设计

柔顺夹爪使机器人能够在非结构化环境中与人类协同工作。通常，这些夹爪可以通过触觉传感来估计周围物体的状态，从而精确地操纵物体。然而，将柔顺结构与高分辨率触觉传感进行协同设计是一项具有挑战性的任务。我们提出了一个用于 GelSight Fin Ray 传感器端到端正向设计的仿真框架。我们的仿真框架包括使用有限元法（FEM）的力学仿真和包含基于物理的渲染（PBR）的光学仿真。为了仿真这些 GelSight Fin Ray 中使用的荧光漆，我们提出了一种可以直接集成到 PBR 中的高效方法。利用该仿真框架，我们研究了柔顺夹爪中可用的设计选择，即凝胶垫形状、照明条件、Fin Ray 夹爪尺寸和 Fin Ray 刚度。这一基础设施缩短了具有不同传感面积（从 48 mm $\times$ 18 mm 到 70 mm $\times$ 35 mm）的新型 Fin Ray 传感器的设计和原型制作周期。根据我们选择的参数，我们可以优化不同的 Fin Ray 设计，并展示它们在抓取日常物体中的效用。