Roboty otrzymują zdolność dotyku dzięki najnowszym osiągnięciom w systemie GelSight. Wynikiem tych ulepszeń jest stworzenie bardziej precyzyjnego i ludzkiego czujnika dotykowego dla robotycznych dłoni. Odwzorowanie wyjątkowych zdolności ręki człowieka jest do tej pory nieosiągalnym celem w technologii, ale ostatnie lata przyniosły znaczący postęp.
Technologia GelSight
Wspomniane czujniki wykorzystują połączenie miękkich materiałów elastomerowych i obrazowania o wysokiej rozdzielczości, aby wykrywać i interpretować tekstury oraz siły powierzchni w sposób zbliżony do ludzkiego dotyku. System składa się z materiału gumowego pokrytego odblaskową powierzchnią, tworzącym zdeformowany podkład żelowy, który działa jako wrażliwy interfejs dotykowy.
Kiedy styka się on z obiektem, ulega ściśnięciu i dostosowuje się do kształtu i tekstury jego powierzchni. Deformacja żelu jest następnie rejestrowana za pomocą kamer o wysokiej rozdzielczości, które zapisują zmiany na odblaskowej płaszczyźnie. Te obrazy są przetwarzane za pomocą zaawansowanych algorytmów, aby wydobyć szczegółowe informacje, takie jak jego tekstura, szorstkość i nawet subtelne zmiany kształtu.
Jednak czujniki te mają swoje ograniczenia, które sprawiają, że są niewłaściwe dla niektórych zastosowań. Na przykład, kiedy elastomer (polimerowe tworzywo sztuczne) jest jednorodnie zdeformowany, lub kiedy osiągnie maksymalny punkt deformacji, produkuje niedokładne pomiary sił. Aby osiągnąć ludzki poziom czucia dotyku, potrzebne są jeszcze ulepszenia tej platformy.
To właśnie o nich pisali badacze z Uniwersytetu Królowej Marii w Londynie, którzy opracowali lekki i tani zamiennik oparty na konstrukcji GelSight, ale z kilkoma ważnymi ulepszeniami, które pozwalają mu na dokładniejsze pomiary sił niż istniejące systemy – nawet gdy tworzywo jest rozciągnięte granic swoich możliwości. Nazywali go L3 F-TOUCH. To, co go wyróżnia to czujniki dotykowe na końcach palców, które zbierają dane o wysokiej rozdzielczości. Dodatkowo są w stanie przesyłać je bezprzewodowo do jednostki przetwarzającej.
Jak to dokładnie działa?
Zamiast bezpośredniego mierzenia deformacji powierzchni żelu, L3 F-TOUCH zawiera zintegrowaną strukturę zawieszenia mechanicznego z ARTagiem przymocowanym do jej podstawy. Gdy elastomer jest przemieszczany, tag porusza się i może być śledzony przez kamerę. Algorytm może przekładać te ruchy na kontakty siłowe wzdłuż osi x, y i z powierzchni czujnika. Następnie dane są kierowane, za pośrednictwem lustra, do tej samej kamery, która obrazuje powierzchnię żelu w celu wykrycia informacji dotykowych.
Serie eksperymentów potwierdziły, że L3 F-TOUCH może rzeczywiście pokonać ograniczenia tradycyjnych czujników GelSight. Badacze wykazali również, że ich system osiąga wyższy poziom dokładności pomiaru i jest bardziej praktyczny niż istniejące technologie.
Aktualnie trwają prace nad rozszerzeniem zdolności czujnika, tak aby mierzyć nie tylko siłę wzdłuż trzech głównych osi, ale także siły obrotowe, takie jak skręcanie, które mogą wystąpić podczas mocowania śrub. Oczywiście przy jednoczesnym zachowaniu dokładności i kompaktowości.
Działania te mają docelowo umożliwić czucie dotyku nawet dla bardziej dynamicznych i zwinnych robotów wykonujących zadania manipulacyjne oraz w interakcjach człowiek-robot, na przykład podczas rehabilitacji pacjenta.
