BioTac



 ヒトの指が感じ得る触覚情報を計測   

指型・生体模倣
触覚センサ
BioTac

 力    物体との接触点、
  相互作用力ベクトルの検出
振動   滑り出し検知、
  物体表面のテクスチャ識別
 熱    ふれた物体の厚さ冷たさ、
  温度の検出


■ 指と同等の大きさ、形状、コンプライアンス
■ 電子回路部を封入した堅牢な設計
■ 簡単に交換できる人工皮膚
■ データ収集と処理用ソフトウェア
■ 各社ロボットハンドへの取付アダプタ
  ~ Shadow Hand、BarrettHand、Kinova、Robotiq、Schunkなど
■ 物体表面の質感定量化レポート生成
  ~ Syntouch Standardシステム(オプション)

【 推定できる感触情報 】
 ・ 3軸方向の力
 ・ 接触点・形状
 ・ 質感 (ツルツル、ザラザラなど)
 ・ 滑り・摩擦感
 ・ 硬さ・柔らかさ
 ・ 暖かさ・冷たさ
【 アプリケーション例 】
 ・ ロボットハンド用センサ
  ~把持検知、把持力推定
 ・ 質感の定量的評価
  ~品質管理、性能検査

内部構造

BioTacは、人間の指が感知することのできる様々な皮膚感覚~圧覚・触覚・温度感覚~の 検出を可能にする指型触覚センサで、ヒトの指先に限りなく近いコンプライアンスを提供します。
BioTacの構造は、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。
指に外圧が加わると、人工皮膚の変形によって内部の液体分布が変化、それをコアユニット 表面に並ぶ複数の電極がインピーダンスの変位として検出します。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。また、物体の表面を なぞると、滑り摩擦によって生じる振動が液体中を伝搬し、流路を通って高感度圧力センサに よって検出されます。さらに、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 0~100
 流体圧力 0~100 kPa 36.5 kPa 100 0~1040
 微小振動 ±0.76 kPa 0.37 Pa 2200 10~1040
 温度 0~75 ℃ 0.1 ℃ 100 0~22.6
 熱流束 0~1 ℃/s 0.001 ℃/s 100 0.45~22.6

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]

■ PC接続用インターフェイスキット
 ・Cheetah SPI-USB 変換アダプタ
 ・マルチBioTacボード
 ・メカニカルアダプタ

■ 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、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: 熱可塑性プラスチック Vectra(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:  プラスチック(質量 0.5g)

■ 外径寸法(人工皮膚含まず)

    

小型生体模倣触覚センサ BioTac SP

小型生体模倣触覚センサ
BioTac SP
BioTac SPは、BioTacと同じ原理と機能を備えつつ、指面に収まる小型化を実現しています。 ロボットハンドへのより柔軟な取り付けが可能となります。