NeuReport 第20期｜GelStereo高精度多模式视触觉传感技术介绍

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简介

      触觉感知是机器人实现类人多模态感知、灵巧抓取和操作的关键一环。传统的触觉传感器多为贴片式阵列传感器，具有集成简易、采样率高等优势。其通常将触摸信号转化为不同电信号，进而从电信号分布中间接恢复出其他例如接触力、接触形状、滑动等不同接触模式信息，但此类传感方式因为制作工艺复杂而导致空间分辨率不高、成本高昂及容易损坏等问题阻碍了其大规模应用。

      近年来，以GelSight为代表的视触觉传感技术在触觉精密测量、机器人抓取与灵巧操作等领域受到广泛关注，其创新之处在于将触觉信息转化为胶体层的形变进而使用视觉算法进行多模式触觉信息的获取。不同于之前视触觉传感器的光度立体方案，中科院自动化所王硕研究员团队提出基于双目视觉的触觉传感器技术——GelStereo系列，实现了高精度多模式的触觉感知功能，包括接触几何形状重建、滑动检测、稠密三维力测量等，目前已成功应用于Robotiq Gripper指尖并完成抓取物体姿态估计、插拔旋拧等各类机器人灵巧操作任务。此外，GelStereo技术可以集成于多曲率接触表面，即将应用于腕部触觉传感器、多指灵巧手仿生指尖等更加具有挑战性的集成场景。

时间导览

00:00 – 00:48嘉宾背景介绍

00:48 – 06:20传感器结构设计

06:20 – 19:54传感器功能

19:54 – 32:06传感器应用

32:06 – 32:41总结与致谢

原文信息

Citation：

S. Cui, R. Wang, J. Hu, J. Wei, S. Wang and Z. Lou, "In-Hand Object Localization Using a Novel High-Resolution Visuotactile Sensor," in IEEE Transactions on Industrial Electronics, doi: 10.1109/TIE.2021.3090697.

文章摘要

In-hand object localization and manipulation has always been a challenging task in robotic community. In this paper, we address this problem by vision-based tactile sensing with high spatial resolution. Specifically, we design a novel tactile sensor based on stereo vision, named GelStereo, which can perceive tactile point cloud with high spatial resolution (< 1 mm). A tactile-based in-hand object localization pipeline composed of saliency detection and probabilistic point-set registration algorithms of the perceived contact point cloud is presented. Furthermore, extensive qualitative and quantitative analyses of perceived tactile point cloud and in-hand localization and insertion experiments of small parts are performed on our robot platform. The experimental results verify the accuracy and robustness of the tactile point cloud sensed by the novel GelStereo tactile sensor and the proposed in-hand object localization pipeline. This novel high-resolution visuotactile sensing technology has predictable application potential in the field of dexterous robotic manipulation.

报告嘉宾

崔少伟(Shaowei Cui)

中国科学院自动化研究所在读博士，导师为王硕研究员。

2017年毕业于华南理工大学，获工学学士学位；

将于2022年6月毕业于中科院自动化所，研究方向为基于视触融合的机器人感知与灵巧操作，已在智能机器人、自动控制领域相关国际期刊和会议上发表多篇文章。

特邀主持人

李玉玺

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 中国科学院大学未来技术学院在读博士 目前正从事乙酰胆碱能神经元在运动控制等方面的功能研究。

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制作人员

策划：兰花豆

视频剪辑：林阳

海报封面：胡小胡

排版：ahead

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