Robótica blanda de detección, propiocepción a través de transmisión por cable y microfluídica
Autores: Lin, Keng-Yu; Gamboa-Gonzalez, Arturo; Wehner, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Robótica blanda de detección, propiocepción a través de transmisión por cable y microfluídica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Desafíos
Robótica blanda
Sensores
Conciencia del estado
Sensores de desplazamiento basados en fibra
Sensores de presión microfluídica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Los desafíos actuales en la robótica blanda incluyen la percepción y conciencia del estado. Los sistemas robóticos blandos modernos requieren muchos más sensores que los robots tradicionales para estimar la postura y las fuerzas de contacto. Los sensores blandos existentes incluyen sensores resistivos, conductivos, ópticos y capacitivos, con cada sensor que requiere circuitos electrónicos y conexión a una línea dedicada a un sistema de adquisición de datos, creando una carga que aumenta rápidamente a medida que aumenta el número de sensores. Presentamos una red de sensores de desplazamiento basados en fibras para medir el estado del robot (flexión, torsión, elongación) y dos sensores de presión microfluídicos para medir las presiones globales y locales. Estos sensores pasivos transmiten información de un robot blando a un conjunto de visualización cercano, donde una cámara digital registra los datos de desplazamiento y presión. Presentamos una configuración en la que una cámara sigue 11 sensores que consisten en nueve sensores de desplazamiento basados en fibras y dos sensores de presión microfluídicos, eliminando la necesidad de una matriz de sensores electrónicos en todo el robot. Finalmente, presentamos un sensor de presión de células de color inspirado en cromatóforos de cefalópodos. Si bien estas técnicas pueden ser utilizadas en una variedad de dispositivos robóticos blandos, presentamos la percepción de estado mediante sensores de fibra y fluidos en un dedo elastomérico. Estas técnicas son ampliamente adecuadas para la estimación de estado en el campo de la robótica blanda y permitirán un progreso futuro hacia un control robusto, de bajo costo y en tiempo real de robots blandos. Esta mayor conciencia del estado es necesaria para que los robots interactúen con los humanos, potencialmente el mayor beneficio del emergente campo de la robótica blanda.
Descripción
Los desafíos actuales en la robótica blanda incluyen la percepción y conciencia del estado. Los sistemas robóticos blandos modernos requieren muchos más sensores que los robots tradicionales para estimar la postura y las fuerzas de contacto. Los sensores blandos existentes incluyen sensores resistivos, conductivos, ópticos y capacitivos, con cada sensor que requiere circuitos electrónicos y conexión a una línea dedicada a un sistema de adquisición de datos, creando una carga que aumenta rápidamente a medida que aumenta el número de sensores. Presentamos una red de sensores de desplazamiento basados en fibras para medir el estado del robot (flexión, torsión, elongación) y dos sensores de presión microfluídicos para medir las presiones globales y locales. Estos sensores pasivos transmiten información de un robot blando a un conjunto de visualización cercano, donde una cámara digital registra los datos de desplazamiento y presión. Presentamos una configuración en la que una cámara sigue 11 sensores que consisten en nueve sensores de desplazamiento basados en fibras y dos sensores de presión microfluídicos, eliminando la necesidad de una matriz de sensores electrónicos en todo el robot. Finalmente, presentamos un sensor de presión de células de color inspirado en cromatóforos de cefalópodos. Si bien estas técnicas pueden ser utilizadas en una variedad de dispositivos robóticos blandos, presentamos la percepción de estado mediante sensores de fibra y fluidos en un dedo elastomérico. Estas técnicas son ampliamente adecuadas para la estimación de estado en el campo de la robótica blanda y permitirán un progreso futuro hacia un control robusto, de bajo costo y en tiempo real de robots blandos. Esta mayor conciencia del estado es necesaria para que los robots interactúen con los humanos, potencialmente el mayor beneficio del emergente campo de la robótica blanda.