基于视觉的触觉感知增强单腿机器人的原型。功劳:张等为了有效地在现实环境中导航，腿机器人应该能够在保持平衡的同时快速自由地移动。对于人形机器人来说尤其如此，这种机器人有两条腿和类似人类的身体结构。制造行走时双腿稳定的机器人可能具有挑战性。在f act中，由于其钟摆状结构，腿式机器人通常具有不稳定的动力学。
香港科技大学的研究人员最近开发了一种基于计算机视觉的机器人脚，具有触觉传感能力。当集成在机器人腿的末端时，人造脚可以增加机器人在移动过程中的平衡和稳定性。
开展这项研究的研究人员之一张冠兰告诉TechXplore，“我们最近的论文主要关注基于视觉的触觉传感在腿式机器人上的应用。“它基于触觉/触觉感知在人类与环境的互动中发挥重要作用的理念。”
在机器人研究所的指导教授Michael Y. Wang的指导下，张(音)和杜一佩(音)最近进行的这项研究的总体目标是，开发能够在给定环境中完成任务的同时感知表面的机器人，就像人类一样。更具体地说，他们想让机器人通过感知脚下的地面来平衡双腿。为了实现这一点，他们在机器人的脚下插入了一个柔软的人造“皮肤”，并在里面安装了一个摄像头，就在“皮肤”的上方。
“我们特意在皮肤内部画了特殊的图案，我们使用的相机可以捕捉到这种图案，”张解释说。“当脚接触地面时，柔软的皮肤会因外力而变形。图案也会变形，通过图案的变形，我们能够获得脚与地面的接触角、腿的倾斜程度等接触信息。”
在姿态调节任务中，带触觉脚和IMU传感器的系统传感器配置之间的比较。信用:张e t al。研究人员开发的人工脚可以收集比传统传感器丰富得多的机器人行走表面信息。在基于传统传感器的平衡系统可能出现故障或性能不佳的情况下，这些信息可以用来提高机器人的稳定性。
为了将脚收集的图像转换成与接触相关的数据，研究人员使用了他们开发的一种新的深度学习框架。随后，他们进行了测试，以评估集成了脚的机器人腿的稳定性。他们发现，脚可以成功地估计其下表面的倾斜角度和脚的姿势。
此外，张和他的同事们进行了一系列实验来测试他们创建的触觉机器人系统的整体可行性和有效性。他们的系统明显优于传统的单腿机器人系统，实现了更大的平衡和稳定性。
“在我们的实验过程中，我们发现接触现象中包含的信息比我们预期的要多，”张说。“我们因此放弃了传感器获得的一些冗余知识。但是，高级信息，如事件(滑动、碰撞等)。)也可以由触觉传感脚检测或预测。”
将来，这个研究团队创造的机器人脚可以用来开发在不同的地形和表面行走时能够保持稳定的腿式机器人。此外，它还可以实现人形机器人更复杂的腿部运动和运动方式。
“未来，我们希望将我们的传感器应用在真正的腿式机器人上，并进行与机器人-环境交互相关的实验，”张说。“我们想关注触觉信息如何与运动中的一些事件相关，比如滑倒。以及如何在机器人控制中利用这些信息。”
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