論文の概要: LumiTac: Compact, High-Rate Six-Axis Optical Tactile Sensing for Human-Robot Interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.05936v1
- Date: Wed, 04 Nov 2026 04:24:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-06 03:25:57.94134
- Title: LumiTac: Compact, High-Rate Six-Axis Optical Tactile Sensing for Human-Robot Interaction
- Title（参考訳）: LumiTac:人間とロボットのインタラクションのための小型6軸光学触覚センサ
- Abstract要約: 6軸触覚フィードバックをロボットインターフェースに統合するには、正確な負荷測定とオンラインでの迅速な再構築を伴うコンパクトなセンサーが必要である。
LumiTacは、空間分布照明とスペクトル符号化を組み合わせた、目立たない、カメラのない光電子触覚センサである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.627060975483438
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Integrating six-axis tactile feedback into robotic interfaces requires compact sensors with accurate load measurement and rapid online reconstruction. This paper presents LumiTac, a low-profile, camera-free optoelectronic tactile sensor combining spatially distributed illumination with spectral encoding. Five photoemitters and five RGBW photoreceivers are mounted on opposing circuit boards coupled through translucent silicone. Load-induced interlayer motion modulates the internal light field under compression, shear, bending, and torsion. The sensing head measures 12 mm in diameter and 4.75 mm in thickness, weighs less than 2 g, and has a component cost of approximately USD 7. A compact multilayer perceptron reconstructs three force and three moment components from 20 optical channels. Independent testing yielded coefficients of determination (R-squared) of 0.9657-0.9941, with mean absolute errors of 0.054-0.190 N for forces and 0.304-1.419 mN m for moments. Online prediction achieved an average update rate of 303.57 Hz and a median software processing latency of 0.722 ms. Experiments involving combined loading, light weights, and rapid tapping evaluated load tracking, sensitivity to small forces, and transient response, respectively. Robotic demonstrations further validated its applicability to tactile-guided manipulation and physical human-robot interaction. This study paves the way for compact, high-rate optical tactile sensing in robotic manipulation and human-robot interaction.
- Abstract（参考訳）: 6軸触覚フィードバックをロボットインターフェースに統合するには、正確な負荷測定とオンラインでの迅速な再構築を伴うコンパクトなセンサーが必要である。
本稿では,空間分布照明とスペクトル符号化を組み合わせた低感度カメラレス光電子触覚センサLumiTacを提案する。
5つの光エミッタと5つのRGBW光受光体が、半透明シリコンで結合された対向回路基板上に実装されている。
負荷誘起層間移動は、圧縮、せん断、曲げ、ねじれの下で内部の光場を変調する。
センサーヘッドは直径12mm、厚さ4.75mmで重量は2g未満で、部品コストは約USD 7である。
コンパクトな多層パーセプトロンは、20光チャネルから3つの力と3つのモーメント成分を再構成する。
独立試験の結果、決定係数は0.9657-0.9941で、平均絶対誤差は0.054-0.190 N、モーメントは0.304-1.419 mNであった。
オンライン予測では、平均更新速度は303.57 Hz、中央ソフトウェア処理遅延は0.722 msであった。
ロボットによるデモンストレーションは、触覚誘導操作と物理的人間とロボットの相互作用に適用可能であることをさらに証明した。
本研究は,ロボット操作やロボットとロボットの相互作用において,小型で高精度な触覚センシングを実現する方法である。
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