A A A

Czuły dotyk robota

17 marca 2020, 11:35
Za sprawą uczenia maszynowego i zestawu czujników palce robotyczne stają się coraz bardziej wrażliwe.
Czuły dotyk robota

Badacze z Politechniki Federalnej w Zurychu (ETHZ) opracowali nowatorski i niedrogi czujnik dotykowy, który z dużą dokładnością i wysoką rozdzielczością mierzy rozkład siły w kontakcie chwytaka robotycznego z przedmiotem. Dzięki temu elektroniczne ramię może łapać i przenosić nawet delikatne obiekty.

Ludzki zmysł dotyku pozwala na naturalne dostosowanie siły i sposobu chwytania do przedmiotu, z jakim mamy kontakt – niezależnie od tego, z jakiego jest materiału i jaki ma wymiar, czy chcemy go mocno złapać, czy tylko przepuścić przez palce. W przypadku robota ten ludzki zmysł trzeba przełożyć na wiedzę i technologię. Maszyna musi dostać pochodzące ze sprzężenia zwrotnego informacje, które pozwolą jej zachować się w zakładany sposób.

Naukowcom z ETHZ udało się opracować czujnik dotykowy, który jest znaczącym krokiem w kierunku „zrobotyzowanej skóry". Zasadniczo składa się on z elastycznej silikonowej „skóry" z kolorowymi plastikowymi mikroperełkami oraz zwykłej kamery przymocowanej do spodu.

Czujna optyka

Opracowany czujnik opiera się na systemie wizyjnym. W momencie kontaktu z przedmiotem w silikonowej skórze pojawia się wgłębienie, które zmienia wzór mikroperełek. Wzór ten rejestrowany jest przez obiektyw typu rybie oko zamieszczony na spodzie czujnika. Z zapisanych zmian obliczany jest rozkład siły na czujniku.

Jak podkreśla Carlo Sferrazza, doktorant w grupie badawczej, którą prowadzi prof. Raffaello D'Andrea, konwencjonalne czujniki rejestrują przyłożoną siłę tylko w jednym punkcie, podczas gdy przygotowana w ETHZ zrobotyzowana skóra pozwala rozróżnić kilka sił działających na powierzchnię czujnika i obliczyć je z wysokim stopniem dokładności. Naukowcy są w stanie określić też kierunek ich działania, czyli zidentyfikować nie tylko siły wywierające nacisk pionowy na czujnik, ale też te działające z boku.

Obliczenie sił popychających mikroperełki w różnych kierunkach możliwe było dzięki wykorzystaniu obszernego zestawu danych eksperymentalnych. W przeprowadzonych testach badano różne rodzaje kontaktu z czujnikiem, precyzyjnie kontrolując i systematycznie zmieniając lokalizację kontaktu, rozkład siły i wielkość obiektu. Naukowcy zastosowali uczenie maszynowe, by zarejestrować kilka tysięcy przypadków kontaktu i dokładnie dopasować je do zmian w strukturze koralików.

W produkcji i sporcie

Najcieńszy dotychczas zbudowany prototyp czujnika ma 1,7 cm grubości i pokrywa powierzchnię pomiarową 5 na 5 cm. Naukowcy pracują jednak nad zastosowaniem tej techniki do większych powierzchni czujników, wyposażonych w kilka kamer, co umożliwiłoby rozpoznawanie obiektów o złożonym kształcie. Chcą też, by sensor był cieńszy (dążą do 0,5 cm).

Jak podają naukowcy, opracowany czujnik świetnie nadaje się do stosowania w ramionach chwytających robotów. Jest bezpieczny dzięki temu, że potrafi sam wyregulować siłę chwytania obiektu. Może też służyć do szeregu innych zastosowań: testowania twardości materiałów, cyfrowego odwzorowania dotknięć czy pomiarów siły przykładanej do pedałów roweru podczas jazdy lub wywieranej na buty podczas biegania.

Co ważne, prosta konstrukcja czujnika sprawia, że znacznie obniżają się koszty jego wytwarzania.

fot. YouTube – ETH Zurich


Barbara Blaczkowska
Ocena:
Oceń:
Komentarze (0)

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy. Komentarze wyświetlane są od najnowszych.
Najnowsze aktualności




Załóż konto
Co daje konto w serwisie pcformat.pl?

Po założeniu konta otrzymujesz możliwość oceniania materiałów, uczestnictwa w życiu forum oraz komentowania artykułów i aktualności przy użyciu indywidualnego identyfikatora.

Załóż konto