AnySkin: Memasang Sensor Sentuh pada Robot untuk Mempelajari Pekerjaan Presisi Ultra

AnySkin: Deteksi Sentuh Robot Plug-and-Play

• Ringkasan

  • Deteksi taktil diakui sebagai mode penginderaan yang penting, tetapi lebih jarang digunakan dibandingkan penglihatan dan propriosepsi
  • AnySkin mengatasi tantangan utama yang menghambat pengembangan solusi efektif dengan menyelesaikan masalah keserbagunaan, kemudahan penggantian, dan penggunaan ulang data
  • Berdasarkan desain sederhana ReSkin, AnySkin menyederhanakan integrasi dengan memisahkan perangkat elektronik penginderaan dari antarmuka penginderaan
  • AnySkin adalah sensor pertama yang memberikan generalisasi antar-instans untuk kebijakan manipulasi yang telah dipelajari

• Kontribusi utama

  • Memperkenalkan proses fabrikasi yang disederhanakan serta alat desain untuk membuat sensor taktil magnetik yang tahan lama, mudah diganti, dan tidak memerlukan perekat
  • Karakterisasi deteksi slip dan pembelajaran kebijakan menggunakan sensor AnySkin
  • Mendemonstrasikan bahwa model yang dipelajari pada satu instans AnySkin dapat digeneralisasi ke instans baru, serta membandingkannya dengan solusi taktil yang sudah ada seperti DIGIT dan ReSkin

• Fitur AnySkin

  • Sensor kulit yang dibuat untuk sentuhan robot, mudah dirakit, kompatibel dengan berbagai robot end effector, dan dapat digeneralisasi ke instans kulit baru
  • Mendeteksi kontak melalui distorsi medan magnet yang dihasilkan pada permukaan penginderaan dengan partikel besi termagnetisasi
  • Permukaan fleksibel dipisahkan secara fisik dari perangkat elektronik sehingga mudah diganti saat rusak

Pembelajaran kebijakan dan kemudahan penggantian kulit

• Contoh video
  • Kebijakan behavioral cloning yang telah dipelajari tetap berhasil pada tiga tugas meskipun kulit diganti
  • Menggesek kartu
  • Pemasangan plug
  • Pemasangan USB

Hasil generalisasi antar-instans

• Deteksi slip

  • AnySkin dapat mendeteksi selip pada objek yang sedang digenggam
  • Model LSTM yang dilatih menggunakan data dari 30 objek sehari-hari dapat memprediksi peristiwa slip dengan akurasi 92%

• Visualisasi sinyal mentah

  • Perangkat elektronik penginderaan mencakup lima magnetometer yang mengukur kerapatan fluks magnet pada tiga sumbu
  • Visualisasi mentah sinyal AnySkin dapat dilihat dalam video

Hasil eksperimen

Proses fabrikasi

• Metode fabrikasi
  • AnySkin dibuat dengan mencampurkan Smooth-On DragonSkin 10 Slow dan partikel magnetik MQFP-15-7(25μm) dalam rasio 1:1:2, lalu mengeraskannya dalam cetakan dua bagian yang ditunjukkan di atas
  • Kulit yang telah mengeras kemudian dimagnetisasi menggunakan pulse magnetizer
  • Berkas desain untuk ujung gripper tersedia sebagai open source

Ringkasan GN⁺

• AnySkin adalah solusi inovatif yang mengatasi keserbagunaan, kemudahan penggantian, dan penggunaan ulang data dalam deteksi sentuh robot
• Kebijakan yang telah dipelajari tetap bertahan setelah penggantian kulit, dan generalisasi antar-instans dimungkinkan
• Menunjukkan akurasi tinggi dalam aplikasi praktis seperti deteksi slip
• Produk lain dengan fungsi serupa mencakup DIGIT dan ReSkin

[GN⁺]

Opini Hacker News

• Dengan menyuntikkan partikel magnetik ke dalam karet silikon lalu memagnetkannya, kemudian menggunakan magnetometer untuk mendeteksi perubahan medan magnet, deformasi karet dapat dideteksi dan "titik tekanan" di permukaan dapat dianalisis

  • Karena konsistensi terjaga selama proses manufaktur, komponen ini menjadi bagian pengganti yang dapat ditukar tanpa perlu kalibrasi ulang
  • Sensor sentuh canggih menjadi lebih mirip sekrup hasil potongan mesin daripada paku kustom buatan tangan

• Teknologi ini sangat mengesankan

  • Penasaran apakah ini bisa digunakan untuk memilah sampah dan barang daur ulang
  • Penasaran apakah bisa dikalibrasi ulang setelah terkena kontaminan atau seiring waktu
  • Penasaran apakah ini bisa mencuci tomat dan melepaskan tangkainya
  • Ingin membuat trackpad dengan teknologi ini
  • Penasaran seberapa tinggi resolusinya
  • Penasaran apakah ini bisa memberikan tekanan, kemiringan, dan sebagainya tanpa mengorbankan resolusi
  • Penasaran seberapa aneh rasanya jika terasa seperti menyentuh kulit

• Chip magnetometer 3-sumbu adalah kuncinya

  • Pada tahap magnetisasi, partikel magnetik disejajarkan secara paralel
  • Ini teknologi yang menarik untuk digunakan di bengkel rumahan

• Sepertinya akan berguna untuk alat musik elektronik

  • Bisa digunakan pada instrumen seperti Linnstrument
  • Penasaran apakah sensor saling mengganggu ketika ditempatkan berdampingan

• Jauh lebih mudah diproduksi dibanding sensor Takktile

  • Jika ada lapisan kuat di antara chip dan kulit, gaya yang tinggi bisa digunakan tanpa merusak papan sirkuit
  • Penasaran apakah bagian pembelajaran kebijakan bersifat independen dari teknologinya
  • Penasaran apakah model lebih bergantung pada vektor arah daripada lokasi kontak

• Penasaran apakah ini mendeteksi perubahan sudut atau perbedaan tekanan pada tugas seperti memasukkan USB

  • Penasaran apakah bahan kulit utamanya silikon cetak atau TPU

• Penempatan partikel magnetik secara paralel dalam media fleksibel adalah terobosan yang sesungguhnya

  • Sepertinya perusahaan Magnequench akan tahu apakah partikel bisa disuntikkan ke bahan lain
  • Penasaran apa kasus penggunaan paling umum untuk partikel semacam ini
  • Penasaran apakah benar-benar harus menggunakan Dragon Skin
  • Gagasan mencampurkan partikel magnetik ke dalam media semi-padat itu menarik
  • Penasaran apakah dengan menerapkan gaya magnet eksternal, partikel dapat mengubah bentuk media

• Grafik "proses manufaktur" sangat sederhana dan bagus

• Pernah meneliti taktilitas robot

  • Menggunakan sensor "biotac", tetapi sangat mahal dan sulit diganti
  • Keunggulan biotac adalah bisa dibeli
  • Sebagian besar yang dikembangkan secara akademis tidak bisa dibeli
  • Sensor-sensor ini terlihat keren

• Pengemasannya bagus

  • Sensor seperti ini sudah ada selama beberapa dekade, tetapi kali ini pengemasannya bagus
  • Penutup yang dapat diganti adalah keunggulan besar
  • Sensor tipe "kulit" sudah dibuat berkali-kali, tetapi karena sensornya menyatu pada bagian yang aus, ini tidak cocok untuk produksi

• Harus punya akun Google untuk memesan

  • Didanai oleh Meta