让机器人“指尖有知觉”：一个4g的小方块，如何感知羽毛轻触与锤击？

中国科学技术大学团队研制出指尖大小六维力/力矩（F/T）传感器OriCube。体积仅14×14×12mm3、重量4g，还可嵌入机器人灵巧手指尖，使其“像人一样用手指触摸与操作”！

这一低成本、高鲁棒性、易集成的灵巧手触觉感知新方案，能为机器人在不确定环境下的灵巧复杂操作提供关键的触觉感知信息。

基于指尖六维力传感器的内生触觉感知。来源：中国科学技术大学

研究团队以嵌入式六轴F/T传感器为核心、结合几何模型实现内生触觉感知（ITS），进而以更简洁的系统实现实时接触信息感知。

OriCube采用折纸式三维线圈阵列，利用电涡流耦合效应，同时测量金属外壳在六个自由度上的微小位移和转角。该结构设计降低了轴间串扰，实现了线圈与信号调理电路的小型化封装集成。

在机械设计上，使用模块化硅胶“微弹簧”弹性体，将外部力/力矩加载转换为壳体的位移与转角，并允许调节不同轴向刚度，可按需设计，实现灵敏度与量程的平衡。

六维力传感器结构设计。来源：中国科学技术大学

测试结果表明，OriCube在“指尖尺寸、低功耗、强鲁棒”约束下实现了高性能六轴力/力矩测量，具有体积小、重量轻、功耗低等特点，具备较低的轴间串扰与较高测量精度，并在6小时连续运行中保持较小漂移。

与此同时，该传感器能感知羽毛轻触等弱接触，可以承受锤击带来的冲击脉冲，并对外界磁场扰动表现出抑制能力，还可在复杂工况下为机器人提供可靠稳定的感知信息。

来源：中国科学技术大学