面向全身触觉感知的基于织物的柔性电阻阵列扩缩技术

扩缩触觉感知以实现稳健的全身操作是重大挑战，常受限于布线复杂度、数据吞吐量和系统可靠性。本文提出一种完整的架构以克服这些障碍。我们的方案将开源的织物基传感器与定制读出电子学配对，通过硬件消除信号串扰至低于 3.3%。关键的是，我们引入一种新型的链式 SPI 总线拓扑，规避了常见无线协议的实际限制以及 USB 集线器系统的昂贵布线复杂度。该架构以超过 50 FPS 的更新速率，将来自 8000 多个 taxel 跨 1 平方米感知区域的同步数据流式传输，证明其适用于实时控制。我们在全身抓取任务中验证了系统效能：在无反馈情况下，机器人的开环轨迹导致对可变形纸箱施加不受控制的力量，使其缓慢被压碎；而在实时触觉反馈下，机器人将该运动转化为温柔、稳定的抓取，成功在不造成结构性损坏的情况下操作了该物体。该工作提供了一个稳健且经过充分表征的平台，以支持未来在高级全身控制和人机机器人交互方面的研究。