AnySkin: aprender tareas de ultra precisión equipando robots con sensores táctiles

AnySkin: detección táctil plug-and-play para robots

• Resumen

  • Aunque la detección táctil es reconocida como una modalidad de percepción importante, se usa con menos frecuencia que la visión y la propiocepción
  • AnySkin resuelve retos clave que obstaculizan el desarrollo de soluciones efectivas al abordar los problemas de versatilidad, reemplazabilidad y reutilización de datos
  • Basado en el diseño simple de ReSkin, simplifica la integración al separar la electrónica de detección de la interfaz sensora
  • AnySkin es el primer sensor que ofrece generalización entre instancias de políticas de manipulación aprendidas

• Aportes principales

  • Presenta un proceso de fabricación simplificado y herramientas de diseño para crear sensores táctiles magnéticos duraderos, fácilmente reemplazables y sin adhesivo
  • Caracterización de la detección de deslizamiento y del aprendizaje de políticas usando el sensor AnySkin
  • Demuestra que los modelos entrenados en una instancia de AnySkin generalizan a nuevas instancias, y los compara con soluciones táctiles existentes como DIGIT y ReSkin

• Características de AnySkin

  • Un sensor tipo piel hecho para el tacto robótico, fácil de ensamblar, compatible con distintos end effectors robóticos y con generalización a nuevas instancias de piel
  • Detecta contacto mediante la distorsión del campo magnético generada en una superficie sensora con partículas de hierro magnetizadas
  • La superficie flexible está físicamente separada de la electrónica, por lo que puede reemplazarse fácilmente si se daña

Aprendizaje de políticas y reemplazabilidad de la piel

• Ejemplos en video
  • Una política de clonación conductual aprendida se mantiene con éxito en tres tareas incluso después de reemplazar la piel
  • Deslizamiento de tarjeta
  • Inserción de enchufe
  • Inserción de USB

Resultados de generalización entre instancias

• Detección de deslizamiento

  • AnySkin puede detectar el deslizamiento de objetos agarrados
  • Un modelo LSTM entrenado con datos de 30 objetos cotidianos puede predecir eventos de deslizamiento con una precisión del 92%

• Visualización de señales crudas

  • La electrónica de detección incluye cinco magnetómetros que miden la densidad de flujo magnético en tres ejes
  • En el video puede verse una visualización cruda de la señal de AnySkin

Resultados experimentales

Proceso de fabricación

• Método de fabricación
  • AnySkin se fabrica mezclando Smooth-On DragonSkin 10 Slow y partículas magnéticas MQFP-15-7(25μm) en una proporción 1:1:2, y curando la mezcla en el molde de dos partes mostrado arriba
  • La piel curada se magnetiza usando un magnetizador de pulsos
  • Los archivos de diseño de la punta del gripper están disponibles como open source

Resumen de GN⁺

• AnySkin es una solución innovadora para la detección táctil robótica que resuelve versatilidad, reemplazabilidad y reutilización de datos
• Las políticas aprendidas se mantienen incluso después de reemplazar la piel, y es posible la generalización entre instancias
• Muestra alta precisión en aplicaciones prácticas como la detección de deslizamiento
• Otros productos con funciones similares incluyen DIGIT y ReSkin

[GN⁺]

Opiniones de Hacker News

• Se pueden inyectar partículas magnéticas en caucho de silicona y magnetizarlas; luego, usando un magnetómetro, se pueden detectar cambios en el campo magnético para medir la deformación del caucho y analizar los "puntos de presión" en la superficie

  • La consistencia se mantiene durante el proceso de fabricación, por lo que se convierte en una pieza reemplazable que no requiere recalibración
  • Los sensores táctiles avanzados se vuelven más parecidos a tornillos cortados a máquina que a clavos hechos a mano a medida

• Esta tecnología es muy impresionante

  • Me pregunto si podría usarse para clasificar basura y reciclables
  • Me pregunto si se puede recalibrar después de ensuciarse o con el paso del tiempo
  • Me pregunto si podría lavar tomates y quitarles el tallo
  • Quiero hacer un trackpad con esta tecnología
  • Me pregunto cuál será la resolución
  • Me pregunto si podría ofrecer presión, inclinación, etc., sin sacrificar resolución
  • Me pregunto qué tan raro se sentiría si pareciera tocar piel

• El chip magnetómetro de 3 ejes es la clave

  • Durante la etapa de magnetización, las partículas magnéticas se alinean en paralelo
  • Es una tecnología interesante para usar en un taller casero

• Parece que sería útil para instrumentos electrónicos

  • Podría usarse en instrumentos como el Linnstrument
  • Me pregunto si los sensores interfieren entre sí cuando están uno al lado del otro

• Es mucho más fácil de fabricar que el sensor Takktile

  • Si se coloca una capa resistente entre el chip y la piel, se pueden aplicar fuerzas altas sin dañar la placa de circuito
  • Me pregunto si la parte de aprendizaje de políticas es independiente de la tecnología
  • Me pregunto si el modelo depende de vectores de dirección más que de la ubicación del contacto

• Me pregunto si detecta cambios de ángulo o diferencias de presión en tareas como insertar un USB

  • Me pregunto si el material principal de la piel moldeada es silicona o TPU

• El verdadero avance es colocar las partículas magnéticas en paralelo dentro de un medio flexible

  • Parece que la empresa Magnequench sabría si se pueden inyectar partículas en otros materiales
  • Me pregunto cuáles son los casos de uso más comunes de estas partículas
  • Me pregunto si de verdad es necesario usar Dragon Skin
  • La idea de mezclar partículas magnéticas en un medio semisólido es interesante
  • Me pregunto si al aplicar un campo magnético externo las partículas podrían deformar el medio

• El gráfico del "proceso de fabricación" es muy simple y bueno

• Antes investigaba sobre tacto robótico

  • Usé el sensor "biotac", pero es muy caro y difícil de reemplazar
  • La ventaja de biotac es que se puede comprar
  • La mayoría de las cosas desarrolladas en el ámbito académico no se pueden comprar
  • Estos sensores se ven geniales

• El empaque es bueno

  • Sensores como este existen desde hace décadas, pero esta presentación está bien lograda
  • La cubierta reemplazable es una gran ventaja
  • Los sensores tipo "piel" se han hecho muchas veces, pero como el sensor estaba integrado en la parte que se desgasta, no eran adecuados para producción

• Se necesita una cuenta de Google para hacer un pedido

  • Meta financió el proyecto