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WiForce:对连续空间上接触力进行无线感知与定位

信号处理 2021-06-17 v2 网络与互联网体系结构 机器人学

摘要

接触力是人类与周围物理世界交互的自然方式。然而,我们与数字世界的交互大多基于简单的二值触觉(接触或无接触)。类似地,当与机器人交互执行复杂任务(如手术)时,包含大小和接触位置的更丰富力信息对任务执行十分重要。为应对这些挑战,我们提出并制作了 WiForce,这是一种对接触力大小和位置敏感的“无线”传感器。WiForce 通过将力的大小和位置转换为反向散射标签入射 RF 信号的相位变化来实现该功能。相位变化因而被调制到反向散射 RF 信号中,从而可通过推断反射 RF 信号的相位来测量力的大小与接触位置。WiForce 的传感器设计支持高达 3 GHz 的宽频带频率。我们在不同环境中(包括穿过仿体组织)对力感知进行了无线评估,实现了 0.3 N 的力精度和 0.6 mm 的接触位置精度。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.15412,
  title  = {WiForce: Wireless Sensing and Localization of Contact Forces on a Space Continuum},
  author = {Agrim Gupta and Cedric Girerd and Manideep Dunna and Qiming Zhang and Raghav Subbaraman and Tania Morimoto and Dinesh Bharadia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.15412},
  year   = {2021}
}

备注

18 Pages, 19 Figures