Silicon sensors give robot fingers

Silicon sensors give robot fingers the human touch
Robot arms that can feel as well as grip are on the way, but developing a bionic nervous system is expensive and complicated. Is there an easier, cheaper way to bring enhanced dexterity to an android's digits? One Hungarian start-up says there is.

OptoForce is the Budapest-based firm behind a new kind of sensor which uses a blend of silicone and infrared light to dynamically measure the changing force exerted on a robot's fingers. The results are good enough for a 3-axis claw fitted with the sensors to keep a secure grip while an empty cup is gradually filled with liquid.

When pressure is applied to the surface of one of the sensors, their pliable half-sphere shape is slightly deformed, an action which instantly changes this distribution of infrared light from the LED inside. Photodiodes at the base of the sensor pick this up so that a clever piece of software may calculate the deformation and, therefore, the force currently being exerted on the sensors by an object.

Ákos Tar, Head of R&D at OptoForce, told Wired.co.uk that one of the key advantages of this design is durability.

"The electronics are not in direct contact with the force or object. Our sensor has a very robust structure because to destroy it you have to reach the PCB [printed circuit board] area beneath the silicone," he explains. "So we have a very high overload capacity, it can resist a very high deformation."

The electronics, indeed, consist of standard components -- it's the type and combination of silicone layers above the PCB that the team is working hardest to customise. The ideal, optical grade silicone allows the sensors to work in harsh environments, resisting erosion from acids as well as decoloration over time. They even work at temperatures from -40C to 85C.

Tar and his colleague József Veres happened on the idea for the sensors during PhD research at Budapest's Pazmany Peter University. Tar and Veres realised that the bipedal robots they were working with needed to be able to react to sudden changes in their environment such as slippery floors or colliding objects.

Pressure sensitivity, it seems, is understood as crucial for the next wave of robots -- those which will interact with humans in the real world.

But as Dömötör adds, these new robots which may come equipped with OptoForce's sensors won't just interact with humans -- they'll replace them. "Industry's aim is to replace operators in assembly tasks. Right now in the industry pretty much everything that could be automated has been," he explains. "The next frontier is replacing human workers and that's why they're producing human-like fingers and hands.

Kết quả (Việt) 1:

Silic cảm biến cho robot ngón tay chạm vào con ngườiCánh tay robot có thể cảm thấy cũng như kẹp là trên đường, nhưng phát triển một hệ thống thần kinh bionic là tốn kém và phức tạp. Có một cách dễ dàng hơn, rẻ hơn nhằm nâng cao khéo léo để chữ số của android? Một khởi động Hungary nói có.OptoForce là công ty dựa trên Budapest đằng sau một loại mới của cảm biến mà sử dụng một sự pha trộn của Silicon và ánh sáng hồng ngoại để tự động đo lực thay đổi tác dụng trên ngón tay một robot. Kết quả là tốt, đủ cho 3-trục tay được trang bị với các cảm biến để giữ bình tĩnh lại an toàn trong khi một cốc rỗng dần dần được lấp đầy với chất lỏng.Khi áp lực được áp dụng cho bề mặt của một trong các cảm biến, hình dạng hình cầu nửa mềm dẻo của họ hơi bị biến dạng, một hành động mà ngay lập tức thay đổi phân phối này của ánh sáng hồng ngoại từ các LED bên trong. Photodiodes tại các cơ sở của bộ cảm biến nhận điều này để cho một phần mềm thông minh có thể tính toán biến dạng, và do đó, các lực lượng hiện nay đang được tác dụng trên các cảm biến của một đối tượng.Ákos Tar, đầu của R & D tại OptoForce, nói với Wired.co.uk rằng một trong những lợi thế quan trọng của thiết kế này là độ bền."Các thiết bị điện tử là không tiếp xúc trực tiếp với lực lượng hoặc đối tượng. Cảm biến của chúng tôi có một cấu trúc rất mạnh mẽ bởi vì để tiêu diệt nó bạn có để đạt được vùng PCB [bảng mạch in] bên dưới silicone,"ông giải thích. "Vì vậy chúng tôi có một khả năng rất cao quá tải, nó có thể chống lại một sự biến dạng rất cao."The electronics, indeed, consist of standard components -- it's the type and combination of silicone layers above the PCB that the team is working hardest to customise. The ideal, optical grade silicone allows the sensors to work in harsh environments, resisting erosion from acids as well as decoloration over time. They even work at temperatures from -40C to 85C.Tar and his colleague József Veres happened on the idea for the sensors during PhD research at Budapest's Pazmany Peter University. Tar and Veres realised that the bipedal robots they were working with needed to be able to react to sudden changes in their environment such as slippery floors or colliding objects.Pressure sensitivity, it seems, is understood as crucial for the next wave of robots -- those which will interact with humans in the real world.But as Dömötör adds, these new robots which may come equipped with OptoForce's sensors won't just interact with humans -- they'll replace them. "Industry's aim is to replace operators in assembly tasks. Right now in the industry pretty much everything that could be automated has been," he explains. "The next frontier is replacing human workers and that's why they're producing human-like fingers and hands.

Kết quả (Việt) 2:

Cảm biến silicon cho ngón tay robot mà con người liên lạc
cánh tay Robot có thể cảm nhận cũng như nắm được trên đường, nhưng việc phát triển một hệ thống thần kinh bionic là tốn kém và phức tạp. Có một cách dễ dàng hơn rẻ hơn để mang lại nâng cao kỹ năng cho một chữ số của Android? Một Hungary bắt đầu lên nói là có. OptoForce là công ty Budapest-dựa đằng sau một loại mới của cảm biến trong đó sử dụng một sự pha trộn của silicone và ánh sáng hồng ngoại để tự động đo lực thay đổi tác dụng lên một ngón tay của robot. Kết quả là đủ tốt cho một móng 3 trục trang bị các bộ cảm biến để giữ cho một va li an toàn trong khi một cốc rỗng đang dần chứa chất lỏng. Khi áp lực được áp dụng cho các bề mặt của một trong những bộ cảm biến, hình dạng nửa hình cầu mềm dẻo của họ là hơi bị biến dạng, một hành động mà ngay lập tức thay đổi sự phân bố này của ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED bên trong. Photodiodes tại các cơ sở của các bộ cảm biến nhận này lên để một mảnh thông minh của phần mềm có thể tính toán sự biến dạng và, do đó, các lực lượng hiện lực từ các cảm biến của một đối tượng. Ákos Tar, Trưởng R & D tại OptoForce, nói với Wired.co .uk rằng một trong những lợi thế quan trọng của thiết kế này là độ bền. "Các thiết bị điện tử không tiếp xúc trực tiếp với lực lượng hoặc đối tượng. cảm biến của chúng tôi có một cơ cấu rất mạnh mẽ vì để tiêu diệt nó, bạn phải đạt được PCB [bảng mạch in] khu vực bên dưới silicone, "ông giải thích. "Vì vậy, chúng ta có một quá tải công suất rất cao, nó có thể chống lại một biến dạng rất cao." Các thiết bị điện tử, thực sự, bao gồm các thành phần tiêu chuẩn - đó là loại hình và sự kết hợp của các lớp silicone trên PCB rằng đội bóng đang làm việc khó khăn nhất để tùy chỉnh. Các lý tưởng, silicone lớp quang học cho phép các cảm biến để làm việc trong các môi trường khắc nghiệt, chống xói mòn từ các axit cũng như decoloration theo thời gian. Họ thậm chí còn làm việc ở nhiệt độ từ 85C-40C đến. Tar và đồng nghiệp của ông József Veres xảy ra trên ý tưởng cho các bộ cảm biến trong nghiên cứu tiến sĩ tại Đại học Pázmány Peter Budapest. Tar và Veres nhận ra rằng các robot hai chân họ đã làm việc với cần thiết để có thể phản ứng với những thay đổi đột ngột trong môi trường của họ chẳng hạn như sàn trơn hay va chạm đối tượng. Độ nhạy áp suất, có vẻ như, được hiểu là rất quan trọng đối với làn sóng tiếp theo của robot - những người này sẽ tương tác với con người trong thế giới thực. Nhưng như Dömötör cho biết thêm, những robot mới có thể được trang bị cảm biến OptoForce sẽ không chỉ tương tác với con người - họ sẽ thay thế chúng. "Mục tiêu của ngành công nghiệp là để thay thế cho các nhà khai thác trong nhiệm vụ lắp ráp. Ngay bây giờ trong các ngành công nghiệp khá nhiều tất cả mọi thứ có thể được tự động hóa đã được," ông giải thích. "Các biên giới tiếp theo là thay thế người lao động của con người và đó là lý do tại sao chúng tôi đang sản xuất các ngón tay và bàn tay con người như thế nào.