Pesquisadores desenvolvem sensor de baixo custo para aprimorar o sentido do tato dos robôs

Alcançar a destreza de nível humano durante a manipulação e a preensão tem sido um objetivo de longa data na robótica. Para conseguir isso, ter uma noção confiável de informação tátil e força é essencial para os robôs. Um estudo recente, publicado em Cartas de Robótica e Automação IEEE, descreve o sensor L3 F-TOUCH que aprimora as capacidades de detecção de força dos sensores táteis clássicos. O sensor é leve, de baixo custo e sem fio, tornando-o uma opção acessível para modernização de mãos e pinças robóticas existentes.

A mão humana pode sentir pressão, temperatura, textura e dor. Além disso, a mão humana pode distinguir objetos com base em sua forma, tamanho, peso e outras propriedades físicas. Muitas mãos robóticas ou pinças atuais não chegam nem perto das mãos humanas, pois não possuem capacidades táteis integradas, complicando o manuseio de objetos.

Sem o conhecimento sobre as forças de interação e a forma do objeto manuseado, os dedos do robô não teriam qualquer “sensação de toque” e os objetos poderiam facilmente escorregar dos dedos da mão do robô ou até mesmo serem esmagados se fossem frágeis.

O estudo, liderado pelo professor Kaspar Althoefer da Queen Mary University of London, apresenta o novo L3 F-TOUCH – sensor de ponta de dedo de alta resolução, onde L3 significa comunicação leve, de baixo custo e sem fio. O sensor pode medir a geometria de um objeto e determinar as forças para interagir com ele. Ao contrário de outros sensores que estimam as forças de interação através de informações táteis adquiridas pelas imagens da câmera, o L3 F-TOUCH mede as forças de interação diretamente, alcançando maior precisão de medição.

“Em contraste com seus concorrentes que estimam as forças de interação experimentadas através da reconstrução a partir de imagens de câmeras da deformação de seu elastômero macio, o L-3 F-TOUCH mede as forças de interação diretamente através de uma estrutura de suspensão mecânica integrada com um sistema de espelho alcançando maior precisão de medição e faixa de medição mais ampla.”

“O sensor é fisicamente projetado para dissociar as medições de força das informações geométricas. Portanto, a força detectada em três eixos é imune à geometria de contato em comparação com seus concorrentes. Por meio de comunicações sem fio incorporadas, o sensor também supera os concorrentes no que diz respeito à integrabilidade com mãos robóticas, ” diz o professor Kaspar Althoefer.

Quando o sensor toca a superfície, uma estrutura de suspensão compacta permite que o elastômero – um material semelhante a borracha que se deforma para medir a geometria de contato de alta resolução exposta a uma força externa – se desloque após o contato. Para dar sentido a estes dados, o deslocamento do elastômero é rastreado pela detecção do movimento de um marcador especial, o chamado ARTag, que nos permite medir as forças de contato ao longo dos três eixos principais (x, y e z) por meio de um processo de calibração. .

“Vamos concentrar nosso trabalho futuro na ampliação das capacidades do sensor para medir não apenas a força ao longo dos três eixos principais, mas também forças rotacionais, como torção, que podem ser experimentadas durante o aperto do parafuso, mantendo-se precisos e compactos. Esses avanços podem permitir a sensação de touch para robôs mais dinâmicos e ágeis em tarefas de manipulação, mesmo em ambientes de interação humano-robô, como para reabilitação de pacientes ou suporte físico de idosos”, acrescenta o professor Althoefer.

Esta inovação poderá abrir caminho para uma robótica mais avançada e confiável no futuro, já que com o sensor L3 F-TOUCH, os robôs podem ter o sentido do tato, tornando-os mais capazes de manusear objetos e realizar tarefas de manipulação complexas.