内嵌视觉的柔性机器人手指

形触同步重建

采用内置视觉方案同步重建形变与触觉，无需嵌入柔性传感器阵列，即可在虚拟环境中实时、精确地复现手指交互状态。

国年 · Han, Xudong · Shuqiao, Zhong · 周志远 · Lin, Jian · Fang, Wan · Song C.

Advanced Intelligent Systems 2024

参数信息

触觉定位R²（x轴）

0.9681

触觉定位R²（y轴）

0.9415

触觉定位R²（z轴）

0.9541

技术优势

无需柔性传感器阵列

视觉管道内置在手指内部，通过微型摄像头直接捕捉形变图像，避免了在软体表面布置传感器带来的集成复杂性和脆弱性。

实时精确重建

通过约束几何优化对多手柄聚合的本体感知过程建模，实现手指网格形变的实时、精确、逼真估计，适用于动态交互。

触觉预测可靠

数据驱动学习模型估计触觉位置，在x、y、z轴上的R²分数分别达到0.9681、0.9415和0.9541，验证了预测可靠性。

兼容人机协作

方法在基于触觉的人机接口和人机协作抓取中表现出鲁棒性，可直接支持协作场景下的触觉交互。

应用场景

• 触觉数字化：把物理触摸转成数字信号，实现虚拟环境中的触觉交互。
• 机器人电子皮肤：提供无需柔性传感器阵列的触觉感知方案，简化电子皮肤集成。
• 柔性机器人交互：在虚拟环境中实时复现柔性手指形变与触觉，支持软体机器人交互研究。
• 人机协作抓取：在协作抓取中提供鲁棒的触觉反馈，提升人机协作安全性。