基于导电橡胶的柔性动态触觉传感器系统及其图像恢复的研究

利用导电橡胶的压阻特性,设计并制作了基于导电橡胶的触觉传感器阵列.根据触觉传感器常用的静态处理方法的缺点,提出了先进行传感器动态扫描、然后采用“位置匹配法”恢复图形的新方法.完成了触觉传感器系统的软硬件设计,实现了数据的实时采集、传输、显示.􀁱     

机械手触觉技术研究发展综述

如何将复杂的多感知触觉技术融入机械手臂中是目前机器人技术发展中亟待解决的问题.无感官触觉回路的机械手臂并不适用于软体、易碎等物体的抓取,不同的物体需要不同的抓取力规划,抓取力过大往往会造成物体的损坏.从触觉传感器的设计出发,分析国内外机械手臂触觉研究现状,阐述前端执行器机械手触觉传感实现的主要技术,同时包括触觉技术的类型、原理设计、结构实现、传感信号获取与传输、解耦方法、灵敏度等方面的发展,为后期机械手臂实现传感、感知、控制3层执行架构的研究提供了新的思路.     

计算机触觉:虚拟现实环境的力触觉建模和生成

触觉是人类5种感觉通道之一,在日常生活中发挥着不可缺少的作用.在虚拟现实和增强现实系统中,力触觉反馈的引入有望显著提高人机交互的沉浸感和交互性.文中综述了虚拟现实环境中力触觉感受的建模和生成方法,从力触觉生成与视觉生成的差异性出发,回顾了计算机触觉的发展历史和国内外研究现状,重点分析了虚拟物体建模、碰撞检测、碰撞响应、变形计算等关键技术,并提出了力触觉生成技术的未来发展趋势和技术挑战.     

机器人即将拥有像人类皮肤一样的敏感触觉

美国科学家研制出了一种采用电学和微粒子的新型触觉技术．能够让机器人拥有人类皮肤那样的敏感触觉。可以通过一种特殊摄像仪将这种薄膜对接触物体的光反应转换成图像．     

美制成触觉“电子皮肤”增强人与机器人互动能力

美国麻省理工学院的研究人员日前称,他们成功研制出一种能使机器人产生触觉的“电子皮肤”。依靠这种“电子皮肤”,机器人不仅能感知到物体的地点和方位,还能获得物体的硬度等信息。     

振动触觉纹理再现技术研究综述

纹理力触觉再现是通过特定的硬件装置模拟产生与物体纹理表面接触时的触感，使用户能感受到物体的粗糙度、软硬度等纹理特征信息。振动刺激作为再现物体触觉信息的一种刺激方式，在纹理触觉再现中被广泛运用，产生了不同的振动触觉表达装置和纹理触觉表达方法。从纹理触觉认知的角度，阐述了人对振动刺激的触觉感知生理学基础；介绍了纹理触觉再现的原理和方法；从振动与纹理特征的映射方法以及振动刺激方式两个方面分析了目前振动触觉纹理再现技术的发展现状；最后对相关研究的发展进行了总结展望。     

基于卷积神经网络的软硬触觉感知方法研究

智能机器手的应用已经遍布医疗、军工、农业及装配行业等领域.软硬作为物体的重要物理属性之一,对机器手的抓取控制物体有重大影响.在深度学习框架下,基于卷积神经网络提出了用于触觉感知的软硬物体的识别方法.使用薄膜压力传感器采集手指按压软硬物体的数据,建立训练和测试数据集,在Caffe中训练网络,以模拟触觉识别软硬物体.实验结果显示:对软硬物体的识别准确率达94.52%,表明,卷积神经网络对于识别软硬物体有比较好的分类效果.     

一种新型智能机器人触觉传感服装的研究

触觉技术在机器人感觉系统中占有非常重要的地位,同听觉、视觉一样,触觉是机器人感知外部世界信息的一种重要手段.文中对智能机器人触觉传感服装的理论模型进行了详细的论证,提出利用导电橡胶的压阻特性,设计阵列式触觉传感服装模型以及相应的信号处理和采集显示的软硬件系统,并通过实验取得了良好的效果.     

一种基于触觉信息的脉冲图注意力残差卷积物体检测算法

触觉传感器(柔性电子皮肤)在机器人进行人机交互和工具操作时发挥着重要作用,如何有效利用触觉信息进行物体检测是当前研究的主要瓶颈.鉴于此,提出一种脉冲图残差卷积神经网络SNN-Atten-ResGCN的物体检测算法.首先使用图残差网络ResGCN模型训练触觉时间序列的表征信息,通过引入深度学习模型中的注意力机制拟合触觉数据图形结构的局部特征;然后对重构的触觉图形输入由3个LIF神经元和2个FC全连接层组成的SNN脉冲神经网络训练得到特征向量;最后投票层Vote解码网络特征并检测物体类别.在EvTouch-Objects和EvTouch-Containers两个家庭常见物体触觉数据集上进行对比实验,实验结果表明,所提出方法在保证模型迭代效率的同时,对各种不同的家庭工具对象和容器对象的检测准确率、精度、召回率和$F_1$-score均有提升.     

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.     

用于软组织变形仿真的层状菱形链连接模型

为提高软组织变形仿真的精度与实时性,提出一种新颖的、基于物理意义的层状菱形链连接模型.该模型中每层各个链结构单元相对位移的叠加对外等效为物体表面的变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为物体表面接触力.利用6-DOFDelta手控器构建了力触觉交互实验系统,使用虚拟软组织模型进行按压、拉拽等交互操作,并通过反馈力产生触觉感.实验结果表明,该模型不仅计算简单,而且能够保证触觉接触力和变形计算具有较高精度;同时在交互过程中,力触觉感觉平稳、模拟效果逼真、满足虚拟现实系统对精细作业和实时性的要求.     

一种新型的触觉传感器及其应用

触觉传感器对智能机器人系统的设计越来越重要。本文叙述了触觉的机理和一种新型的触觉传感器的结构,以及感压可导橡胶的F-R特性,最后展望了这种传感器的应用领域。     

IBM发布“智慧的地球”战略

近日,IBM发布了“智慧的地球”战略。其主要内容是：将新一代IT技术充分运用到各行各业之中,即把感应器嵌入、装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝以及油气管道等各种物体中,形成“物联网”。并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,从而达到“智慧”状态。     

高度复杂拟凸体的实时触觉绘制

触觉绘制目前已成为虚拟现实的研究热点之一,其核心是触觉代理与目标物体的实时碰撞检测与距离计算,对高度复杂模型的触觉绘制仍然是虚拟现实领域的难题,原因是对模型复杂度敏感的算法均不能满足触觉绘制苛刻的时间要求.提出触觉包围盒概念,并针对拟凸体提出一种基于触觉包围盒的实时触觉绘制算法.触觉包围盒记录了离散的采样光线与目标物体的相交信息,进行触觉计算时,只需要执行1次线段与包围盒求交运算和5次双线性插值运算即可高速求出碰撞信息,且所得到的碰撞信息可直接用于反馈力计算.实验结果表明,该算法不仅快速有效,而且具有与触觉绘制模型复杂度不相关的优点.     

一种新型三维力柔性阵列触觉传感器研究

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤.该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息.介绍了该传感器的基本结构,分析了其工作原理,给出了导电橡胶受力时的有限元分析结果,并对传感器进行了初步的仿真研究,结果表明该传感器能够实现检测三维力信息,为三维力柔性阵列触觉传感器的设计研究提供了新思路.     

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。     

面向磁悬浮视触觉交互的多速率系统框架

非接触式磁悬浮视触觉交互克服了机械式交互的固有摩擦,具有广阔应用前景,但存在交互过程中虚拟工具穿透物体、图形渲染与触觉渲染速率不一致等问题.针对上述问题,提出面向磁悬浮视触觉交互的多速率系统框架,通过扩展三自由度(3-DOF)单射线触觉渲染方法,利用多射线对虚拟工具进行建模,避免工具穿透,实现六自由度(6-DOF)触觉...     

基于电致振动效应的触觉再现系统的设计与实现

触觉再现能够再现虚拟物体的表面纹理,在医学、军工、教育、娱乐等领域有重要的研究意义。本文研制一种基于电致振动效应的触觉再现系统,该系统通过增加手指和触觉面板之间的静电吸引力,进而增加手指和触觉面板之间的摩擦力,能够实现更为细致灵活的触觉再现。     

机器人用的一种触觉传感器

触觉传感器在未来的工业机器人系统中有着很大应用潜力。最初,用作触觉传感器的仅是微动开关与应变测量仪之类的元件。可是,近二年来太多趋向于采用具有一组元件的平面阵列型触觉传感器。它与被测物体接触,就可以测出物体的各种物理特性,例如物体的大小和形状,导热性,多孔性等,其中接触压力就是直接说明这些物理特性的基本信息源。     

导电橡胶触觉传感器阵列的标定实验研究

导电橡胶传感器是智能机器人服装的核心机件;标定出导电橡胶传感器的压阻特性是实现智能机器人触觉传感服装的核心内容之一;实验中,将导电橡胶安装在柔性阵列电极板里制作成触觉传感器阵列服装。对该传感器提出多种测量方法,确立其标定模型;给出数据建模的一般步骤。指出导电橡胶传感器设计的改进方向与部分方法。