The synthesis of tactile sensing with compliance is essential to many fields, from agricultural usages like fruit picking, to sustainability practices such as sorting recycling, to the creation of safe home-care robots for the elderly to age with dignity. From tactile sensing, we can discern material properties, recognize textures, and determine softness, while with compliance, we are able to securely and safely interact with the objects and the environment around us. These two abilities can culminate into a useful soft robotic gripper, such as the original GelSight Fin Ray, which is able to grasp a large variety of different objects and also perform a simple household manipulation task: wine glass reorientation. Although the original GelSight Fin Ray solves the problem of interfacing a generally rigid, high-resolution sensor with a soft, compliant structure, we can improve the robustness of the sensor and implement techniques that make such camera-based tactile sensors applicable to a wider variety of soft robot designs. We first integrate flexible mirrors and incorporate the rigid electronic components into the base of the gripper, which greatly improves the compliance of the Fin Ray structure. Then, we synthesize a flexible and high-elongation silicone adhesive-based fluorescent paint, which can provide good quality 2D tactile localization results for our sensor. Finally, we incorporate all of these techniques into a new design: the Baby Fin Ray, which we use to dig through clutter, and perform successful classification of nuts in their shells. The supplementary video can be found here: https://youtu.be/_oD_QFtYTPM


翻译:将触觉感知与顺应性相结合对许多领域至关重要,从农业用途,如采摘水果,到可持续发展实践,如回收分类,再到为老年人提供安全照料机器人等,都需要这种综合能力。通过触觉感知,我们可以辨别物质特性、识别纹理并确定软硬度,而通过顺应性,我们可以与周围物体和环境安全地进行交互。这两种能力可以融合为有用的柔性机械手,例如最初的GelSight Fin Ray,它能够抓住各种不同的物体,并执行简单的家庭操作任务:酒杯复位。虽然原GelSight Fin Ray解决了将一般刚性高分辨率传感器与柔性顺应结构进行接口的问题,但我们可以改进传感器的稳健性,并实现使基于相机的触觉传感器适用于更广泛的柔性机器人设计的技术。我们首先集成了柔性镜片,并将刚性电子元件纳入手指底部,这极大地提高了Fin Ray结构的顺应性。然后,我们合成了一种柔性和高伸长率的硅基粘合剂型荧光涂料,它可以为我们的传感器提供良好质量的二维触觉定位结果。最后,我们将所有这些技术融合到新的设计中:Baby Fin Ray,我们用它挖掘堆积物,并成功地对有壳坚果进行分类。补充视频可以在此处找到:https://youtu.be/_oD_QFtYTPM

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