TransTac：基于紫外线编码透明弹性体的视觉-触觉模态转换

TransTac: Visuo-Tactile Modality Transition via Ultraviolet-Encoded Transparent Elastomers

基于视觉的触觉传感器（VBTS）能够恢复高分辨率接触几何信息，但通常依赖于不透明弹性体层，从而阻碍了视觉透明性；而RGB-D相机可提供全局深度感知，但在近距离范围内性能显著下降。为解决这一局限，我们提出TransTac——一种透明紫外编码双目VBTS系统，它将视觉观测与基于标记点的触觉重建集成于单个紧凑装置中。该系统采用嵌入紫外反射标记的透明弹性体，并结合先验引导的Delaunay立体匹配算法实现鲁棒稀疏三角化。为可靠检测密集分布的半透明标记，我们开发了一种轻量级检测器，能够在接触和形变条件下实现稳定定位。与全局分配基线方法相比，所提出的先验引导Delaunay匹配在保持高重建精度的同时，将对应鲁棒性提升约21%。在语义评估中，TransTac在触觉图像上的零样本识别准确率最高达83.3%，超过不透明触觉基线约50个百分点。嵌入分析进一步揭示其与自然图像的跨模态对齐显著增强，类中心相似度从约0.2提升至0.77以上。受控近距实验量化了RGB-D深度可靠性的退化程度，并证明了视觉-触觉融合所实现的扩展几何覆盖范围。最终实现的紧凑原型硬件成本约为70美元。