一種多模態(tài)觸覺(jué)感知裝置
01. 成果簡(jiǎn)介 本成果涉及一種多模態(tài)觸覺(jué)感知裝置,屬于機(jī)器人傳感器技術(shù)領(lǐng)域。與人類(lèi)相似,機(jī)器人感知外界環(huán)境最真實(shí)、穩(wěn)定、便捷的方式便是通過(guò)機(jī)器人手觸摸,機(jī)器人手的感知能力決定了機(jī)器人是否能夠正確認(rèn)知外界環(huán)境以及機(jī)器人的操作精度、成功率等。在新一代機(jī)器人手中,傳感裝置已逐漸趨于陣列化、多功能化和集成化。目前常見(jiàn)的觸覺(jué)傳感器有壓阻式、電容式、光電式等,它們都存在密度難以提高、電路處理復(fù)雜等問(wèn)題。為了克服以上不足,近年出現(xiàn)了基于視覺(jué)的觸覺(jué)傳感裝置,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信息豐富等優(yōu)勢(shì)。目前基于視覺(jué)的觸感裝置仍存在性能提升空間。 本項(xiàng)目將感溫變色油墨材料應(yīng)用于觸感裝置,感知機(jī)器人操作過(guò)程中的溫度[1]。同時(shí)提出一種基于微視覺(jué)的觸覺(jué)三維力檢測(cè)方法,通過(guò)采集觸覺(jué)接觸區(qū)域內(nèi)彈性體的形變圖像的變化,采用一系列圖像處理方法,并且使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的技巧,定性并且定量的刻畫(huà)物理世界中的觸覺(jué)、滑覺(jué)等,從而提供了一種多模態(tài)觸覺(jué)感知裝置,可以得到三維接觸力、接觸物體表面的溫度及紋理等多種模態(tài)信息[2]。本裝置打破了傳統(tǒng)觸覺(jué)感知裝置單模態(tài)信息采集的現(xiàn)狀,可在同一感知裝置中集成受力、紋理、溫度等信息的測(cè)量,檢測(cè)觸覺(jué)、滑覺(jué)、壓覺(jué)三維接觸力,獲得高精度的接觸紋理信息,實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)信息的測(cè)量,并將這些信息綜合到對(duì)一個(gè)物體的識(shí)別、抓取操作中,使機(jī)器人更加智能化、人性化。本裝置具有實(shí)時(shí)性好,檢測(cè)穩(wěn)定,檢測(cè)誤差小,檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。 圖1. 基于微視覺(jué)的多模態(tài)觸覺(jué)感知裝置結(jié)構(gòu)圖圖2. 結(jié)合多模態(tài)觸感裝置的機(jī)械手02. 應(yīng)用前景 本成果技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域,應(yīng)用前景廣泛。03. 知識(shí)產(chǎn)權(quán) 本成果核心技術(shù)已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利3項(xiàng)。04. 團(tuán)隊(duì)介紹 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)致力于研究具備自主決策和學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人操作技能學(xué)習(xí)系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)包括孫富春、方斌、劉華平、宋亦旭四位教師,專(zhuān)注智能機(jī)器人靈巧精準(zhǔn)操作研究,研制了擬人觸覺(jué)的傳感裝置、多模態(tài)穿戴交互裝置、殘疾人假肢靈巧手、仿人感知靈巧手和變剛度軟體手,在本領(lǐng)域發(fā)表論文40余篇,申請(qǐng)專(zhuān)利20余項(xiàng),獲得IROS2016機(jī)器人靈巧操作比賽冠軍、IROS2017服務(wù)機(jī)器人操作比賽亞軍、WRC2016最佳科技創(chuàng)新獎(jiǎng)等。同時(shí)團(tuán)隊(duì)和河北清華發(fā)展研究院合作成立了人工智能及機(jī)器人研究中心,共同推動(dòng)智能機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。05. 合作方式 技術(shù)許可。06. 聯(lián)系方式 郵箱:[email protected], [email protected]
清華大學(xué)
2021-04-13