机器人触觉传感器发展概述

触觉是机器人感知外部环境的重要信息来源。近10年来，随着触觉感知技术和交互技术的广泛应用，机器人触觉传感技术得到了机器人研发人员的高度关注。首先简要回顾了近50年来机器人触觉传感器技术研究的发展情况，特别是我国在机器人触觉传感器技术领域的研究历程；然后，对现有机器人触觉传感技术进行了分类总结；接着，对当前触觉传感技术研发的前沿即电子触觉皮肤的研究做了分析和阐述，指出了机器人触觉传感技术研发亟待解决的关键问题，并对未来的发展趋势提出了一些见解。     

机器人触觉临场感电触觉反馈技术研究

本文对机器人触觉临场感电触觉反馈技术进行了实验性研究。设计出了电触觉反馈装置和触觉反馈手套,结合我们已经研制出的指形触觉传感器和数据手套构成了遥操作机器人触觉临场感系统。联机实验结果表明,该触觉反馈装置能够给操作者提供有效的触觉反馈。     

机器人触觉传感技术研发的历史现状与趋势

触觉是机器人实现与外部环境直接作用的必需媒介．相对其它机器人传感技术触觉传 感技术已明显落后．本文从总体上简要回顾触觉传感技术研发历程，分析指出其中的不足与 主要原因．在简述目前触觉传感技术研发的现状后，介绍分析机器人技术发展的新趋势及随 之而来的触觉传感技术发展趋势．对今后触觉传感技术的研发提出我们的见解．     

机器人临场感的电触觉再现技术研究􀀁

本文在阐述机器人触觉临场感再现技术的相关原理及实现技术的基础上,指出了目前电触觉再现技术中存在的问题,提出了实现电刺激电流在线调节的新构想。文章最后述及了国专家学者关于触觉概念的新观念,并认为在未来一段时间内,与此相关的课题将是触觉研究的重点方向。     

机器人射流触觉显示器及系统研制

介绍了一种基于水射流刺激的机器人触觉显示器及触觉再现系统.该触觉显示器采用6根内径为2 mm的紫铜管折弯焊接构成2×3射流阵列并经环氧树脂包封而成,射流水压由微型水泵提供并经柔性塑料软管与喷嘴连接.讨论了射流水柱高度及射流时延问题.由该触觉显示器组建的触觉再现系统上的实验表明该触觉显示器可以较好地满足主从机器人触觉信息反馈的需求,并具有温和舒服安全有效的特点.     

主动式触觉探索——机器人感知的一种重要方式

本文概要介绍了国际上机器人主动触觉研究的历史、现状与发展趋势.主动触觉近年来已成为国内外机器人感觉系统研究中最活跃的领域之一,它包括系统设计和探索程序(EPs)两大研究内容,本文着重介绍了其技术特点.     

基于视觉感知和触觉先验知识学习的机器人稳定抓取

针对机器人抓取过程中需要实时评估抓取质量以动态调整抓取构型的问题,提出了基于触觉先验知识的机器人稳定抓取方法.首先,根据抓取过程中物体抵抗外界扰动的能力,提出了一种基于触觉信息的抓取质量评估方法.在此基础上,建立了视触觉联合数据集并学习触觉先验知识.其次,提出了融合视觉图像和触觉先验知识的稳定抓取构型生成方法.最后,在搭建的机器人抓取系统中对10种目标物体进行了实验验证.结果表明,相比传统的视觉方法,该方法的抓取稳定性提高了55％;针对已知物体和未知物体,稳定抓取成功率分别为86％和79％,体现了较好的泛化效果.     

基于虚拟现实触觉感知接口技术的研究与进展

基于虚拟现实触觉感知接口技术（Haptic Interface Technique）涉及的学科 面很宽，包括机器人学、虚拟现实技术、仿生学、传感技术及互联网通讯技术等．触觉感知接口是基于虚拟现实机器人遥操作系统的重要组成部分．从广义角度出发，触觉感知（Haptic Sensing）应包括力/力矩觉（Force/Torque Sensing）和接触觉（Tactile or Touch Sensing）等主要感觉功能．这里将着重介绍触觉感知接口的研究意义与结构、用于触觉感知接口的特种驱动机构．最后，讨论触觉感知接口技术今后的研究与发展趋势．     

力触觉反馈装置发展概述

力触觉反馈技术起源于主从机器人领域,能够给操作者带来真实沉浸的体验,提高操作效率。近年来,随着遥操作、虚拟现实等技术的发展,力触觉反馈装置得到了研究人员的高度关注。首先,简要总结了力触觉反馈技术的发展状况;然后,对现有力触觉反馈装置进行了分类,介绍了近年来力触觉反馈装置的研究情况;最后,针对现有研究,分析和阐述了力触觉反馈装置的发展趋势,并指出了目前存在的问题,对力触觉反馈装置未来所面临的机遇与挑战提出了一些见解。     

视触觉融合的增强现实三维注册方法

增强现实技术是近年来人机交互领域的研究热点。在增强现实环境下加入触觉感知,可使用户在真实场景中看到并感知到虚拟对象。为了实现增强现实环境下与虚拟对象之间更加自然的交互,提出一种视触觉融合的三维注册方法。基于图像视觉技术获得三维注册矩阵;借助空间转换关系求解出触觉空间与图像空间的转换关系;结合两者与摄像头空间的关系实现视触觉融合的增强现实交互场景。为验证该方法的有效性,设计了一个基于视触觉增强现实的组装机器人项目。用户可触摸并移动真实环境中的机器人零件,还能在触摸时感受到反馈力,使交互更具真实感。     

柔性触觉传感器在机器人上的应用综述

柔性多维触觉传感器的研究对于智能机器人的发展至关重要,研制符合实际应用要求的触觉传感器已经成为智能机器人发展中的关键技术之一.在分析国内外研究现状的基础上,阐述了触觉传感器应用在机器人上的主要技术,包括敏感材料选择、结构设计、解耦算法、信号获取电路、传感器标定以及虚拟触觉的研究等,为触觉传感器的研究提供方向.     

弯扭耦合型软体机器人智能感知抓取性能研究

触觉感知功能对于生物或机器人进行目标物体的智能感知与抓取具有重要意义。首先，研究设计了一种新型弯扭耦合型软体机器人，并将压力传感器和弯曲传感器嵌入设计在软体机器人底层；其次，组合设计了能够感知抓取目标物体信息的二指软体夹爪；第三，搭建了二指软体夹爪抓取性能实验测试平台，系统分析了二指软体夹爪在抓取不同目标物体时的指尖触觉信息；最后，对生活中常见的12种物体进行了抓取性能测试，获得了不同压力下的压力序列信号并建立了抓取数据集，还采用多种机器学习算法对触觉数据集进行分类研究。结果表明：设计方案能够成功识别出目标物体的真实情况，其中随机森林分类算法具有最优的分类效果，准确率达到了93.33%。该研究有望为智能软体机器人的设计和智能抓取提供一定的理论和技术支持。     

集成触觉传感器阵列

触觉传感器可以探测到被接触物体的状态、图象、硬度等信息,是机器人操作和控制的基础。本文介绍了触觉传感器的信息构成、集成触觉传感器的阵列结构及信号处理系统,指出了在集成触觉传感器研究中亟待解决的问题。     

时空二维机器人电触觉临场感模型研究

针对机器人电触觉临场感应用的刺激电流参数设计,阐述了电刺激触觉的实现原理,建立了基于时间和空间的二维电刺激触觉临场感模型,并进一步建立了触觉容许限与刺激电流之间的数学关系．模型分析认为,刺激电流的动态范围是电触觉研究的重要内容,最佳电流是若干触点组最佳刺激电流的集合,极端情况下,各触点的刺激电流须单独进行设定．     

利用冗余信息消除触觉临场感的通信时延

通信时延消除是机器人临场感技术应用中一个极其重要的课题．本文就机器人临场感 中的触觉通信时延问题，以实现触觉再现信息的本地快速重构为出发点，提出并阐述了利用 冗余信息消除触觉临场感空间通信时延的新方法，同时推导出了相应的时延消除算法，仿真 试验验证了该方法的有效性．     

遥作机器人触觉临场感的电触觉实现

本文对电触觉的实现作了实验性研究．提出了在操作者手指上实现触觉再现的电极形状和分布以及刺激电流波形，并由此给出了实现遥作机器人触觉临场感的系统构成及实现方案．该系统可使操作者遥感到从机器人机械手指与点，线，面等形状物体的接触，位置分辨力可达２．２ｍｍ．     

信息触觉表达技术的研究现状与应用

触觉表达是一种新兴的人机交互模式和信息传递方式.首先介绍了触觉表达技术的研究背景,讨论了触觉表达装置的特点和种类,接着分类介绍了国内外触觉表达装置的研究历史和现状,然后分析了当前信息的触觉表达技术研究中存在的问题,最后讨论了触觉表达装置的应用前景和发展趋势.     

触觉传感器技术研究现状及发展趋势

触觉是仪器感知外部环境的重要信息来源。从触觉传感器系统构成的维度出发，对触觉传感器的材料、结构、工艺、电路系统等技术领域深入分析了国内外技术热点，在研究分析的基础上提出了触觉传感器的发展趋势。     

欧盟着力机器人手触觉传感技术研究

正由英国伯明翰大学科技人员领导的欧洲多学科NANOBIOTOUCH研发团队,正在开展机器人手触觉传感技术的神经与心理物理学基础研究,旨在通过从单个神经元提供实验数据的机器人学习算法到机器人手触摸物体表面的触觉反应,实现机器人手触觉传感技术的突破及机器人手指尖触觉的自我学习认知技能。     

遥作机器人触觉临场的电触觉实现

本文对电触觉的实现作了实验性研究，提出了在操作者手指上实现触觉再现的电极形状和分布以及剌激电泫波形，并由此给出了实现遥作机器人触觉临场感的系统构成及实现方案，该系统可使操作者遥感到从机器人手指与点，线，面等形状物的接触，位置分辨力可达２．２ｍｍ。