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不同形状的柔性传感器使机器人能检测到大家

2020/3/24 21:36:12

研究人员研发出一种用于机器人的新型传感器,能使人类与机器的交互更加顺畅和安全,并正在让其商业化。

工业机器人通常自主工作完成任务。但是越来越多的协作机器人正在与人类并肩作战。为了避免在这种情况下发生碰撞,协作机器人需要高度精确的传感器来检测某人(或某物)何时离得太近了。
为此研发人员已经开发了许多传感器,每个传感器都有其自身的优点和缺点。那些依赖于声音和光的传感器(例如,红外或超声波飞行时间传感器)测量这些信号的反射,必须与接近的物体紧密对准,这限制了它们的检测范围。
为了解决这个问题,韩国的一组研究人员创建了一种新的可测量阻抗的接近传感器。它通过感应大角度的电场和磁场来工作。当人类接近传感器时,他们的身体会在这些区域内引起电阻变化。传感器测量变化,并使用该数据通知机器人人的距离和接近角度。研究人员在2月26日发表于IEEE Transactions on Industrial Electronics的一项研究中描述了他们的这项设计,并且已被Aidin Robotics商业化。
该传感器由具有柔性线圈状设计的电极制成。“由于传感器具有高度的灵活性,因此可以按照机器人的几何形状定制各种形状的传感器,” Aidin Robotics首席实行官Yoon Haeng Lee说明说。“此外,它能够对接近的物体的材质进行分类,例如人类,金属和塑料。”
测试表明,该传感器可以检测到30厘米以外的人类。在平坦表面上时,其精度为90%。但是,当传感器放置在弯曲表面上时,电场和磁场会变得更弱并且更分散。因此,传感器的精度随着表面的弯曲度会随之降低。
传感器的性能可能会根据不同机器人的特性而变化。当集成传感器模块的最新版本安装在弯曲表面上时,能以高达94%的准确度检测距离达20厘米的物体。
Lee说,该设备已经在一些协作机器人型号中使用,包括UR10(由Universal Robots提供)和Indy7(由Neuromeka Inc.提供)。他说:“将来,传感器模块将被批量生产,并应用于其他服务机器人以及协作机器人或工业机器人,从而为机器人和人类真正安全协作与共存做出贡献。”


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