- Dalam manipulasi robot, sentuhan berguna, tetapi sensor yang ada sebelumnya sulit dipasang dan tingkat penggunaan ulangnya rendah; AnySkin mengurangi masalah ini dengan sensor berbentuk kulit yang mudah dipasang dan diganti pada end effector
- Dengan memisahkan elektronik sensor dan permukaan, hanya kulit yang rusak yang perlu diganti, dan proses integrasinya disederhanakan hingga setara memasang casing ponsel dan menyambungkan pengisi daya
- Permukaan fleksibel berisi partikel besi magnetik menghasilkan distorsi medan magnet saat terjadi kontak, yang diukur oleh 5 magnetometer sebagai kepadatan fluks magnet 3 sumbu
- Kebijakan Behavior Cloning tetap mempertahankan keberhasilan pada tugas Card Swiping, Plug Insertion, dan USB Insertion bahkan setelah penggantian kulit, menunjukkan potensi generalisasi antar instance sensor
- Model deteksi slip LSTM yang dilatih dengan data dari 30 objek sehari-hari memprediksi slip event dengan akurasi 92%, dan paper, kode, file CAD, serta alat desain telah dipublikasikan
Desain sensor taktil plug-and-play
- AnySkin adalah sensor kulit untuk sentuhan robot, yang menargetkan struktur agar lebih mudah dipasang dan digunakan dalam situasi ketika sensing taktil lebih jarang dipakai dibanding penglihatan atau propriosepsi
- Keterbatasan sensor taktil yang ada terletak pada kurangnya keserbagunaan, kemudahan penggantian, dan kemampuan penggunaan ulang data
- Berdasarkan desain sederhana ReSkin, elektronik sensor dan antarmuka sensor dipisahkan
- Hanya permukaan fleksibel yang rusak yang dapat dengan mudah diganti
- Dirancang agar kompatibel dengan berbagai end effector robot
- Kontak dideteksi melalui perubahan medan magnet yang dihasilkan oleh partikel besi termagnetisasi di dalam permukaan sensor
- Elektronik sensor terdiri dari 5 magnetometer, dan tiap sensor mengukur kepadatan fluks magnet pada 3 sumbu
Kinerja pembelajaran yang tetap terjaga setelah penggantian
- AnySkin menargetkan cross-instance generalizability, yaitu menerapkan kebijakan manipulasi yang dipelajari pada satu instance sensor ke instance kulit baru yang lain
- Kebijakan yang dipelajari melalui behavior cloning tetap berhasil pada 3 tugas bahkan setelah kulit diganti
- Card Swiping
- Plug Insertion
- USB Insertion
- Untuk deteksi slip, model LSTM yang dilatih dengan data dari 30 objek sehari-hari memprediksi slip event dengan akurasi 92%
Metode pembuatan dan materi yang dipublikasikan
- Pembuatan dilakukan dengan mencampur Smooth-On DragonSkin 10 Slow dan partikel magnetik MQFP-15-7 25μm dalam rasio 1:1:2, lalu mengeraskannya dalam cetakan 2 bagian
- skin yang telah mengeras dimagnetisasi dengan pulse magnetizer
- File desain ujung gripper telah dipublikasikan
- Materi terkait juga disediakan
1 komentar
Komentar Hacker News
Sejauh yang saya pahami, caranya adalah memasukkan partikel magnetik ke dalam karet silikon lalu memagnetisasinya, kemudian membaca deformasi karet dengan mendeteksi perubahan medan magnet menggunakan magnetometer di beberapa titik acuan, dan menganalisis “titik tekanan” di permukaan
Inovasinya di sini tampaknya adalah proses manufakturnya cukup konsisten, sehingga untuk setiap antarmuka silikon magnetik tertentu, ia bisa dipakai seperti komponen yang dapat diganti tanpa perlu lama mengalibrasi ulang “sinyal input”
Rasanya seperti membuat sensor taktil kelas atas lebih mirip sekrup hasil pemesinan daripada paku buatan tangan khusus
Saya tidak begitu paham bidang ini, tetapi ini benar-benar mengesankan
Saya penasaran apakah bisa dipakai untuk memilah sampah dan barang daur ulang, dan apakah bisa dikalibrasi ulang ketika terkena kotoran atau menua. Silikon mungkin cukup tahan terhadap penuaan
Saya juga bertanya-tanya apakah ini bisa dipakai untuk mencuci tomat dan mencabut tangkainya
Saya juga ingin punya trackpad yang dibuat dengan ini. Penasaran resolusinya bisa setinggi apa, dan saya tidak ingin mengorbankan resolusi secara besar-besaran hanya demi fitur seperti tekanan dan kemiringan
Namun kalau rasanya seperti mengusap kulit dengan jari, itu bisa terasa cukup menyeramkan, jadi saya tidak ingin ada bagian seperti daging di laptop
Untuk pemilahan sampah/daur ulang, tidak banyak robot yang dipakai, dan sebagian besar memanfaatkan karakteristik material benda. Beberapa perusahaan pernah mencoba memasang robot delta demi mencapai throughput tinggi yang dibutuhkan agar menguntungkan, tetapi itu belum cukup. Mungkin bisa untuk pemerintah daerah atau universitas dengan anggaran besar, tetapi sulit dibenarkan secara finansial
Untuk kalibrasi ulang, saya penasaran bagaimana para pengembang menangani masalah medan magnet yang melemah seiring waktu dan benda asing. Silikon mungkin bisa memiliki grade yang dapat dicuci, tetapi pada throughput tinggi, material lunak yang terus bersentuhan dengan komponen akan aus dan karakteristik menggenggamnya juga berubah
Untuk mencuci tomat dan mencabut tangkai, biaya robot dan end effector masih harus turun selama lebih dari 10 tahun lagi dan efisiensinya meningkat agar bisa mengalahkan pencucian massal dan pencabutan tangkai manual, atau pengerjaan mesin yang kasar. Ini terasa seperti proyek mahasiswa pascasarjana untuk asumsi robot rumah tangga teoretis di masa depan
Lenovo TrackPoint kemungkinan sudah menyediakan 95% dari yang dibutuhkan sebuah trackpad, dan saya rasa sensor taktil ini bukan ditujukan untuk pasar itu
Tempat yang tampak berguna adalah versi sederhana yang ditempelkan ke end effector yang sudah ada untuk hanya memberikan umpan balik boolean berupa “deteksi komponen”, penggunaan untuk mendeteksi apakah komponen bergerak jauh saat sedang digenggam sehingga robot bisa dihentikan, penggenggaman makanan yang membutuhkan beberapa kombinasi tekanan, pekerjaan penyelarasan ketika end effector yang panjang membuat deteksi posisi hanya dengan sendi menjadi sulit, serta manipulasi kain. Kain adalah masalah yang sulit bagi robot, jadi bertambahnya informasi tentang “komponen” akan membantu, dan ini bisa menurunkan hambatan besar untuk membuka otomasi manufaktur sepatu dengan harga yang masuk akal
Intinya tampaknya adalah chip magnetometer 3 sumbu[1] yang lumayan, disusun dalam array
Partikel magnetik yang tertanam di skin yang dapat diganti disejajarkan secara paralel pada tahap magnetisasi selama manufaktur. Menarik melihat beberapa elemen yang mendekati state-of-the-art namun tetap bisa dipakai di bengkel rumahan berpadu di sini
[1] https://www.digikey.com/en/products/detail/melexis-technolog...
ReSkin: versatile, replaceable, lasting tactile skins
https://arxiv.org/abs/2111.00071
Ini tampak sangat berguna untuk alat musik elektronik. Misalnya Linnstrument (https://www.rogerlinndesign.com/linnstrument) yang memakai kisi strip resistor pendeteksi gaya
Saya penasaran apakah sensor-sensor seperti ini akan saling mengganggu jika diletakkan berdampingan
Biayanya memang mengkhawatirkan, tetapi alat musik yang ada sekarang juga tidak bisa dibilang murah
Model-model besar semuanya cukup mahal, jadi saya penasaran apakah teknologi baru ini bisa menjadi cara untuk membuat produk seperti itu lebih murah
Untuk instrumen dengan lebih banyak umpan balik taktil, seperti hand drum atau biola, ini bisa menarik. Namun permukaan kontrol elektronik seperti itu ada hanya karena pemain manusia memang bukan robot
Dalam tugas seperti memasukkan USB, saya penasaran apakah robot mendeteksi perubahan sudut saat sejajar dengan lubang, atau perbedaan tekanan di antara dua “jari”
Saya ingin tahu apakah rasanya robot “meraba-raba” untuk menyelaraskan colokan USB
Saya juga penasaran apakah bahan skin dasarnya silikon cetak, atau mungkin TPU yang bisa dicetak 3D
https://www.smooth-on.com/products/dragon-skin-10-slow/
Jadi mungkin sulit untuk langsung dicetak 3D, tetapi mold-nya sepertinya bisa dicetak 3D
Sangat bagus, dan terlihat jauh lebih mudah diproduksi daripada sensor Takktile lama https://biorobotics.harvard.edu/takktile.html
Jika ada lapisan yang cukup keras di antara chip dan skin, sepertinya gaya pada tingkat merusak bisa diberikan ke skin tanpa merusak papan sirkuit sama sekali. Pada Takktile, epoksi bersentuhan langsung dengan sensor tekanan, jadi meski bisa ditutup dengan lapisan pelindung, sensitivitasnya pasti menurun
Saya juga penasaran seberapa independen bagian pembelajaran kebijakan ini dari teknologinya. Apakah model menjadi bergantung pada vektor arah yang diberikan board, bukan posisi kontak? Bukan berarti itu masalah, saya hanya ingin tahu apakah arah tersebut “memisahkan” perubahan tertentu sehingga menyederhanakan proses pembelajaran
Namun karena menggunakan deep learning, sulit menafsirkan besaran apa tepatnya yang diandalkan kebijakan. Secara potensial bisa saja tidak bergantung pada modalitas, tetapi sejauh ini belum ada sensor yang (1) mendeteksi besaran yang secara intuitif terkait seperti posisi kontak dan gaya 3 sumbu, dan (2) menunjukkan konsistensi sinyal yang cukup agar model deep learning dapat melakukan generalisasi antarobjek
Inilah motivasi utama AnySkin, dan kami menemukan prosedur fabrikasi yang relatif sederhana yang memungkinkan hal ini dalam pendekatan sensing magnetik
Saya sempat melakukan sedikit riset tentang taktil robot, dan itu benar-benar menyenangkan
Kami memakai sensor “biotac” dan performanya sangat bagus, tetapi 1) sangat mahal dan 2) penggantian skin yang aus sangat sulit
Satu keunggulan biotac dibanding pendekatan ini adalah, jika mengirim cek besar, Anda benar-benar bisa membelinya. Barang-barang yang berawal dari akademia seperti ini sering kali tidak bisa didapatkan berapa pun harganya. Ini terlihat keren dan saya ingin punya beberapa
Tinggal cetak 3D TPU dan masukkan magnet berkualitas tinggi. Remagnetisasi sendiri juga mungkin cukup mudah, meski mungkin tidak murah https://www.magnet-physik.de/en/magnetizing-technology/magne...
Board di bawahnya sepertinya hanya grid dari produk-produk ini https://www.adafruit.com/product/4022
Saya suka grafik “Fabrication process”. Rasanya sulit membuatnya lebih sederhana dari ini
Aplikasinya adalah sensor taktil, tetapi terobosan sebenarnya tampaknya ada pada memasukkan partikel magnetik berarah paralel ke dalam medium fleksibel
Ada beberapa pertanyaan yang langsung terlintas. Perusahaan yang membuat Magnequench tentu tahu bahwa partikel magnetik bisa dimasukkan ke bahan lain, jadi penggunaan paling umum untuk partikel seperti ini apa? Saya penasaran apakah biasanya dimasukkan ke medium padat kaku yang tetap, atau ke cairan
Saya juga penasaran apakah harus memakai Dragon Skin. Gagasan mencampur partikel magnetik ke medium semi-padat menarik. Kalau memasukkan partikel ke Jell-O atau Silly Putty, misalnya, apakah mungkin menerapkan medan magnet eksternal untuk mengubah bentuk atau membentuk medium yang berisi partikel itu
Frasa seperti “kebijakan visuo-taktil terlatih untuk tugas presisi seperti memasukkan USB atau menggesek kartu kredit…” dan “foundation berskala besar…” membuat saya merasa ini akan memungkinkan robot menggunakan gagang pintu atau kenop pintu dan secara harfiah membuka pintu. Saya menantikannya
Sepengetahuan saya, ini belum pernah ditunjukkan sebelumnya, dan hasil ini membuka aplikasi berskala besar yang menarik untuk sensor ini