論文の概要: MagCilia: A Compact Magnetociliary Tactile Sensor with 3D Force Sensing for Robotic Contact Perception and Grasping Feedback
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.09536v1
- Date: Wed, 07 Oct 2026 06:38:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 21:58:22.753655
- Title: MagCilia: A Compact Magnetociliary Tactile Sensor with 3D Force Sensing for Robotic Contact Perception and Grasping Feedback
- Title（参考訳）: MagCilia:ロボットの接触知覚とグラスピングフィードバックのための3次元力覚センサ
- Abstract要約: フレキシブルな磁気シリア構造とホールセンサを組み合わせた3次元力覚センサ(MagCilia)を提案する。
その結果, 単一触覚単位を用いた3次元力再構成, グリーピングフィードバック, 表面認識が得られた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 38.39145897320797
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robotic grasping and surface exploration benefit from simultaneous measurement of normal and tangential forces and from surface information obtained through contact. Here, we present a compact magnetociliary tactile sensor (MagCilia) that combines a flexible magnetic-cilia structure with a Hall sensor for 3D force sensing. Quasi-static finite element analysis is used to investigate structural deformation and magnetic responses under multidirectional loading. To reconstruct forces from the coupled magnetic channels, we propose causal history fusion regression (CHFR), which combines current magnetic-field measurements with their recent changes. Five-fold cross-validation grouped by calibration record yields root-mean-square errors of 0.40, 0.57, and 0.69 N for Fx, Fy, and Fz, respectively, with corresponding coefficients of determination of 0.93, 0.90, and 0.92. Robotic experiments demonstrate tangential-force-guided gripper adjustment and multi-axis load monitoring under external perturbations. Frequency-domain features of the reconstructed forces distinguish six surface categories with 99.39% accuracy in three-fold cross-validation grouped by acquisition session. An online robotic demonstration additionally identifies all six tested surfaces. These results demonstrate 3D force reconstruction, grasping feedback, and surface recognition using a single compact tactile unit.
- Abstract（参考訳）: ロボットのつかみと表面探査は、通常の力と接する力の同時測定と接触によって得られる表面情報から恩恵を受ける。
本稿では, フレキシブルな磁気シリア構造とホールセンサを組み合わせた3次元力覚センサ(MagCilia)を提案する。
準静的有限要素解析は、多方向荷重下での構造変形と磁気応答を研究するために用いられる。
結合した磁気チャネルから力を復元するために,現在の磁場計測と最近の変化を組み合わせた因果履歴融合回帰(CHFR)を提案する。
キャリブレーション記録でグループ化された5倍のクロスバリデーションは、それぞれFx、Fy、Fzに対して0.40、0.57、0.69Nのルート平均二乗誤差を生じ、判定係数は0.93、0.90、0.92となる。
ロボット実験は、外乱下での接線力誘導グリップ調整と多軸荷重モニタリングを実証する。
再建された力の周波数領域の特徴は、獲得セッションでグループ化された3倍のクロスバリデーションにおいて、99.39%の精度で6つの表面カテゴリーを区別する。
オンラインロボットのデモでは、6つの試験面がすべて特定されている。
これらの結果から, 単一触覚ユニットを用いた3次元力再構成, グリーピングフィードバック, 表面認識が得られた。
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