经济实惠的高性能触觉传感器在提高机器人感知能力的同时，还可以提升机器人操控和导航能力，所以此类触觉传感器对机器人的研究具有至关重要的意义。近年来，全球工程师们开发了一系列先进的触觉传感器，用于提高机器人检测触觉信号的能力，还可以帮助机器人收集相关信息以指导它们的行动。
一种低成本触觉传感器：AnySkin，易于部署，并且在各种场景中表现良好
据麦姆斯咨询报道，近日，纽约大学（New York University）的研究人员推出了一款耐用的低成本触觉传感器——AnySkin。AnySkin易于组装且可轻松集成到机器人系统中。有关该触觉传感器的研究成果以题为“AnySkin：Plug-and-play Skin Sensing for Robotic Touch”的论文预先发表在arXiv期刊上，该触觉传感器比近年来推出的许多其它触觉传感器普适性更高，将为机器人研究开辟新的机会。
该论文的合著者Raunaq Bhirangi表示：“触觉是人类与周围世界互动的基础，但在当代机器人技术中，触觉远远落后于视觉，过去几年我一直在试图探索其中的原因。”
Raunaq Bhirangi继续说：“我们从机器人专家那里听到的最常见的原因是：‘它太难集成到我的装置中了。’‘我怎样用它来训练神经网络呢？’‘我必须使用同一款触觉传感器进行数据收集和评估——如果它在中途坏了怎么办？’AnySkin触觉传感器就是专门为解决这些问题而设计的。”
AnySkin是由Raunaq Bhirangi和他的同事设计的一款新型磁性触觉传感器，是研究人员在此前的一篇论文中介绍的一款名为ReSkin的触觉传感器的升级版本。该新型触觉传感器建立在ReSkin的简化设计之上，具有更好的信号一致性，并且在各装置的电子元件和传感接口之间进行了物理分离。
几秒钟内，AnySkin触觉传感器就可以被组装起来，并且几乎无需预处理即可用于学习人工神经网络模型。与ReSkin触觉传感器相比，它以更强的一致性收集触觉信号，如果遭受意外损坏，也可以轻松、快速地修复。
Raunaq Bhirangi说：“如果人们试图‘教会’机器人执行意义非凡的任务，却一不小心撕裂了AnySkin触觉传感器的皮肤，不用担心，10秒内即可完成皮肤更换，然后继续实验。AnySkin触觉传感器由两个主要部分组成——皮肤和电子器件。该皮肤是一种磁性弹性体，通过将磁性颗粒与硅树脂混合固化，然后使用脉冲磁化器磁化制成。”
AnySkin独特的自粘附设计使其在集成方面具有更大的灵活性。这意味着该触觉传感器进行简单地拉伸后即可插入到各种表面上，使其具有传感能力。
AnySkin触觉传感器也是高度通用的，因为它可以很容易地被制造成不同的形状和样式，并且很容易进行组装。如果AnySkin触觉传感器的皮肤被损坏了，不管哪种皮肤，都可以简单地从表面剥离后进行更换。
在最初的测试中，研究人员发现他们的触觉传感器表现非常出色，其性能可以媲美其它成熟的触觉传感器。值得注意的是，他们还观察到不同的AnySkin触觉传感器表现出非常相似的性能和传感响应，这表明它们能够可靠地被使用和大规模部署。
Raunaq Bhirangi表示：“我们用机器学习（ML）来训练一些端到端的机器人模型，它们通过AnySkin触觉传感器接收原始信号，并从不同角度获取图像，然后利用这些信息执行一些非常精确的任务——‘找’到排插，把插头插入第一排插孔；‘找’到信用卡刷卡机，通过它刷信用卡，‘找’到USB端口，把USB插头插入其中。”
他说道：“有趣的是，即使排插/信用卡刷卡机/USB端口的位置发生变化，机器人也可以执行这些精确的任务，更令人震撼的是，人们可以轻松换掉触觉传感器的皮肤，我们模拟的模型将继续良好工作。这种普适性开启了许多应用的可能性。”
AnySkin触觉传感器可以在各种机器人中使用
展望未来，AnySkin触觉传感器可以集成的机器人系统更加广泛，并可在其它场景中进行测试。研究人员认为，它非常适合用于收集大量的触觉数据、训练大规模的深度学习模型——类似于那些支持计算机视觉和自然语言处理（NLP）的模型。
Raunaq Bhirangi补充道：“目前，我们计划将AnySkin触觉传感器集成到不同的机器人装置中，从简单的机器人抓手到多指机器人抓手，以及像机器人实用新型棒和传感手套这样的数据收集装置。我们也在寻找更好的方法来利用触觉信息改善机器人操作的视觉控制。”
论文链接：
https://arxiv.org/abs/2409.08276
延伸阅读：
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