- 现有机器人皮肤存在**传感盲区(sensing blind spots)** 和**分辨率不足** 的问题
- 大面积、共形(conformal)的触觉皮肤制造困难,且机械柔顺性与传感性能难以同时优化
- 研究背景:随着**人机交互(HRI)** 需求增加,需要可扩展、高分辨率的**全身机器人皮肤(whole-body robotic skin)**
- 设计**多层软晶格(multi-layer soft lattice)** 结构,内部嵌入**永磁体(permanent magnets)**,外部接触力转化为磁场变化
- 部署**分布式霍尔效应传感器阵列(distributed Hall-effect sensor arrays)**,晶格使磁场变化扩散,形成大、重叠的**感受野(receptive field)**
- 使用**隐式建模(implicit modeling)** 工作流和**选择性激光烧结(SLS) 3D打印** 快速制造共形、高复杂度晶格结构
- 训练**卷积神经网络(CNN)**,以实验测量数据预测接触位置和法向力,实现**实时触觉超分辨率(tactile super-resolution)**
- **可调晶格参数(tunable lattice parameters)**:联合调整**机械柔顺性(mechanical compliance)** 与**传感特性(transduction characteristics)**,实现性能权衡
- **大感受野与少盲点**:晶格扩散磁场使每个传感器覆盖大面积,最小化传感盲区
- **快速制造复杂共形结构**:结合隐式建模和SLS 3D打印,突破传统制造限制,支持任意曲面
- **基于CNN的触觉超分辨率**:从稀疏传感器数据实时估计高分辨率触觉信息,提升定位精度
- 提出一种**磁基软机器人皮肤(magnet-based soft robotic skin)** 的新范式,兼具高分辨率、可扩展性和机械顺应性
- 在实验中验证了**定位精度(localization accuracy)**,并证明可扩展至更大表面
- 为实现**全身机器人皮肤** 和**安全人机交互(safe HRI)** 提供了可行方案