佰感交融 机智过人
DIGIT开源视触觉传感器
Meta和Gelsight合作商业化的Digit机器人视触觉传感器------通过欣佰特进入中国市场
在 Facebook Connect 2021 线上大会中,Facebook 更名Meta元宇宙。此处的元宇宙本质上是一个虚拟现实平台,人们可以在这个平台上的数字环境中聚集、交流。实现这一愿景,当然离不开技术的加持。就像改名一样始料未及,几年前扎克伯格曾认为 Facebook 没有理由要进行机器人方面的研究,但现在机器手上的触觉感知已经是 Meta 一个重要的新兴研究方向。Meta 概述了其在开发硬件、模拟器、库、基准测试和数据集方面的进展。触觉感知生态系统对于构建 AI 系统至关重要,通过触觉感知,AI 系统才具有理解和交互的功能。
触觉感知旨在理解和复制物理世界中人类的触摸技能,使机器人更有效地与周围世界互动。触觉感知的进步将导致 AI 可以学习和使用自己的触觉以及与其他感知方式(如视觉和音频)结合使用,就像人类一样。此外,提高机器人的触觉将使它们更有能力,也更温和、更安全。
作为 Meta AI 的合作伙伴,MIT 的衍生公司 GelSight 拥有独特的数字触觉传感技术和产品,现在将商业化制造 DIGIT视触觉传感器。
相比于其他同类传感器,DIGIT具有如下优点:1)体积小巧且模块化,可做到即插即用。2)低成本并开源。3)稳定可靠,寿命长。4)高分辨率触觉-可以测量有关被触摸对象的丰富信息,例如表面特征、接触力以及通过接触可识别的其他对象属性 。
Digit采用RGB LED模组以及相机模块,由于手指在不同压力下会影响形变,而也会直接影响相机拍摄到颜色的变化,通过这个变化来判断触觉。
不同物体的测试图像
将Digit结合机器人手掌进行试验,将Digit放置于指尖,它可以轻松地识别到抓握、捏合等等动作。例如:通过两个手指来拟合玻璃球的动作,而这个似乎还需要更多的训练,来让整套操作变得体验更优秀,尤其是面对这种复杂、变化的场景。
使用DIGIT操纵弹珠
DIGIT设计与Allegrohand灵巧手兼容,也可通过转换法兰用于各种机器人夹爪末端如Robotiq,Onrobot等二指夹爪。
DIGIT应用在机器手和夹爪上
DIGIT的多种安装方式
Meta 触觉AI系统平台
DIGIT高分辨率触觉传感器+ TACTO模拟器+PyTouch模型和功能库
Meta 开发并开源了 TACTO,这是一种基于视觉的高分辨率触觉传感器模拟器,即使在没有硬件的情况下,也可实现更快的实验平台并支持机器学习研究。模拟器在机器人技术的原型设计、调试和基准测试中发挥着重要作用,因为模拟器使我们能够测试和验证假设,而无需在现实世界中进行耗时的实验。
参考TACTO模拟器 https://github.com/facebookresearch/tacto
模拟器1-rendering 4 DIGIT sensors on an Allegro Hand
模拟器2--rolling a marble with two DIGIT sensors
TACTO 能够以每秒数百帧的速度呈现逼真的高分辨率触摸读数,通过简单设置来模拟基于视觉的触觉传感器,其中包括 DIGIT、OmniTact。TACTO 使研究人员能够模拟基于视觉的触觉传感器,这些传感器具有不同的形状,可以安装在不同的机器人上。TACTO 和 DIGIT 通过提供低成本的参考实施,使研究者能够快速原型化多模态机器人操作策略,从而实现基于视觉的触觉感知。
DIGIT触觉传感器可以处理高维和触觉感知数据,这是传统分析方法难以处理的。机器学习 (ML) 模型可以简化模型的设计和实现,这些模型可以将原始传感器读数转换为高级属性(例如,检测滑动和识别材料)。但是,如果没有 ML 背景,训练一个模型来处理触觉数据是极具挑战性的。为了提高代码的复用率并减少部署时间,Meta 创建了一个名为 PyTouch 的触觉感应ML模型和功能库。
参考PyTouch https://github.com/facebookresearch/digit-interface
PyTouch模型库
研究人员通过 PyTouch 可以跨不同传感器训练和部署模型。它目前提供了一些诸如检测触摸、滑动(slip)、估计物体姿态等基本功能。最终,PyTouch 将与现实世界的传感器和触觉传感模拟器集成,以实现模型的快速验证以及 Sim2Real 功能(能够将在模拟中训练的概念转化为实际应用。)
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Shokac Probe超精细触觉传感器
Shokac Probe是Touchence公司基于日本香川大学高尾实验室领导的 JST-CREST 项目(开发用于定量检测超精细触觉的纳米触觉神经网络及其在触觉测量技术中的应用生产)的 MEMS 触觉传感器和触觉评估技术。Shokac Probe传感器具有与人的指纹相似的结构,可量化触觉,可以同时测量细微的表面凹凸不平和摩擦力的变化。 -
Touchence柔性触觉传感器
触觉是与视觉、味觉、听觉和嗅觉相媲一体的五种感官之一。视觉作为视觉系统得到了广泛的应用,但随着触觉技术的研究阶段越来越多,当触觉传感器投入实际使用时,机器人可以做以前只有人类才能做的事情,在游戏和VR中,输入设备可以更接近现实。触觉传感器可以在美容、医疗和体育等许多领域为创新做出贡献。Touchence从事触觉传感器的研发和生产,主要产品有ShokacCube、ShokacPot三轴位移触觉传感器和Shokac Chip微型六轴力触觉传感器。 -
XELA矩阵式三轴触觉传感器
XELA Robotics阵列式三轴力触觉传感器Uskin,为组装和包装领域的企业创造了新的可能性。XELA Robotics公司开发了uSkin,这是一种高密度的三轴触觉传感器,采用薄、柔软、耐用的包装,并且布线少。uSkin可以轻松集成到新的和现有的机器人中。这为机器人提供了类似人的触觉,从而使它们能够精确地抓握和操纵物体。uSkin可以轻松集成到各种机器人手和夹具中。 -
Contactile三轴触觉力传感器
Contactile 是机器人触觉传感器的革新者,凭借独有的光学原理触觉传感器,能够为机器人抓取和柔性作业系统赋予类似人手一般的触觉感知优势。 -
GelSight Mini 高分辨率视触觉传感器
GelSight Mini的触觉智能技术以类似人类触觉的灵敏度和高分辨率将触摸数字化,是一款具有高分辨率,可将触觉2D和3D数字映射的触觉传感器。GelSight Mini可用于触觉智能的各种应用中,例如机器人和自动化、测量以及人工智能培训和教育。GelSight Mini将能够检测接触位置、识别与传感器接触表面的接触形状(2D和3D),并将任何输出连接到机器学习架构,允许用户创建与熟悉行业的标准软件环境直接兼容的详细、准确的表面表征,进而改进了机器人、工业原型设计、人工智能和触摸研究等领域的流程。
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