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指型・生体模倣 触覚センサー BioTac

BioTac®はヒトの指先の皮膚感覚と同じ情報を
検知する画期的な指型触覚センサーで、人の指先
に限りなく近いコンプライアンスを提供します。

■ 3軸方向の力
■ 物体の形状と重心位置
■ 触れた指先の場所
■ 質感(ツルツル、ザラザラなど)
■ 滑り・摩擦感
■ 温かさ・冷たさ





BioTacセンサーデモンストレーションムービー

BioTac触覚センサーの内部構造


BioTacは、力・微小振動・温度変化の3種類の感覚モダリティを検知する検出器を収めたコアユニットを核とし、その周りを伸縮性のある人工皮膚と導電性の液体で覆っています。 指先に外圧が加わると、人工皮膚の変形による液体のインピーダンスの変化を、コアユニット表面に並ぶ電極が検出します。これによって、力の強さ、方向、接触点、および物体の形状に関する情報を取得することができます。 物体をなぞると、滑り摩擦によって生じる振動が流体音波として伝わり、高感度圧力センサーによって検出されます。また、BioTacから物体に伝わる熱が温度勾配を生み、物体の熱伝導率の違いによる温度変化としてサーミスタによって検出されます。


BioTecセンサー 技術概要

容易なメンテナンス性


SynTouch社の特許技術によるBioTac触覚センサーの独自の構造は人工皮膚そのものに一切のセンサーをつけることなく、その内側に満たされた導電性の液体を介して検知する堅牢なパッケージになっています。このため、人工皮膚が磨耗したり壊れた場合でも、その部分だけを簡単に交換することができます。

仕様


■ 出力信号
感覚モダリティ 範囲 分解能 サンプリング(Hz) 周波数応答(Hz)
インピーダンス 0~3.3 V 3.2 mV 100 0~50
流体圧力 0~100 kPa 0.1 kPa 100 0~50
微小振動 ±2 kPa 2 Pa 2200 10~1100
温度 0~80 ℃ 0.1 ℃ 100 0~50
熱流束 ±1 ℃ 0.001 ℃ 100 0.1~50

ダイナミックレンジ: 0.01~50N(100~1000 kΩ
再現性: <5%
ヒステリス: <5%
空間分解能: <3mm

■ 出力データ種類(生データ)
 ・インピーダンス検出電極(19個)の電圧 [皮膚変形]
 ・総流体圧力
 ・流体音波流圧 [皮膚表面の微小振動]
 ・温度および(接触物体への)熱流量

■ データ処理による取得情報
 ・3軸方向の力、および重心位置
 ・物体のコンプライアンス
 ・皮膚の変形と輪郭
 ・表面のテクスチャ特性 [粗さと滑りやすさ]
 ・熱特性 [異なる材質の識別]

■ ソフトウェア
 ・Bio Tac Cheetah Cライブラリ [Windows/OS X/Linux]
 ・LabView Virtual Instrument ライブラリ [Winodws]
 ・3 Bio Tac GUI グラフィックユーザーインターフェイス [Winodws]
 ・ROS (Robot Operating System)-Shadow Hand用 [Linux]

■ 環境および通信条件
 ・使用温度範囲: 0℃~60℃
 ・通信プロトコル: CAN、EtherCATおよびSPI
 ・ホストインターフェイス:CAN、EtherCAT、USB

■ 材 質
 ・人工皮膚: シリコンエラストマー(質量 2g)
 ・コアユニット: エポキシ樹脂(質量 7g)
 ・導電液: PEG-200 [水/臭化ナトリウム](質量 0.3-0.5g)
 ・人工爪:  アクリル(質量 0.5g)

■ 外径寸法(人工皮膚含まず)



BioTac接続キット


BioTac触覚センサーをPCに接続してすぐに使用することのできる、接続キットが用意されています。

・USB Infoカード
・Cheetah SPIホストカード
・インターフェイス基板
・ACアダプター
・メカニカルマウント
・ケーブル
・導電性液体
・注入器/キャリパー