Melexis geeft robots tastzin
Prototype met volledig geïntegreerde sensor vergroot de toepassingsmogelijkheden van een robothand
Tessenderlo, België, 8 Februari 2022 – Melexis heeft een belangrijke innovatie ontwikkeld waardoor robots beter om kunnen gaan met kwetsbare objecten. Onder de naam Tactaxis introduceert het bedrijf een volledig geïntegreerde, compacte en zachte tactiele sensor, die de 3D-krachtvector bepaalt die op zijn oppervlak inwerkt. Dit verbetert de handen en grijpers van robots zodanig dat delicate handelingen zoals fruitplukken mogelijk worden. De technologie is met succes geïmplementeerd in een werkend prototype.
Het baanbrekende prototype bevat meerdere 3D-magnetometerpixels, die zijn gebaseerd op de beproefde Triaxis® technologie van Melexis. De sensor met magneet is ingebed in een elastomeer materiaal. Dit zorgt voor een zacht contactoppervlak dat qua tastzin de eigenschappen van de menselijke huid nabootst. Deze configuratie biedt een hoge gevoeligheid, zodat detectie van zelfs hele kleine krachten een respons genereert. De krachten kunnen worden gemeten met een resolutie van 2,7 mN, wat voldoende is om een gewichtsverandering van een fractie van een gram (ongeveer 0,3 gram) te onderscheiden.
Het prototype van de Tactaxis is met afmetingen van slechts 5 mm x 5 mm x 5 mm zeer compact en is daardoor geschikt voor toepassing in kleine systemen, zoals de vingers van een robothand.
Het gradiometrische werkingsprincipe maakt de sensor immuun voor magnetische strooivelden. Dit voorkomt potentiële meetfouten en maakt het sensorsysteem robuust genoeg voor uitdagende omstandigheden, zoals temperatuurschommelingen. In tegenstelling tot concurrerende tactiele sensoren op optische basis, is de Tactaxis volledig geïntegreerd. Hierdoor is het mogelijk om hoge volumes sensoren te produceren, die reeds in de fabriek zijn gekalibreerd. Het halfgeleiderproductieproces resulteert bovendien in belangrijke voordelen op het gebied van kosten en betrouwbaarheid.
“Robots hebben tastzin nodig om kwetsbare voorwerpen correct en zorgvuldig te hanteren. Voor dergelijke toepassingen hebben we een nieuwe magnetische sensor ontwikkeld, die de contactkracht nauwkeurig kan meten en daarbij goed bestand is tegen verstoringen”, legt Gael Close, Global Innovation Manager bij Melexis, uit. “Door gebruik te maken van de mogelijkheden van onze Triaxis® magnetische sensortechnologie hebben we met deze robuuste en competitieve meerassige detectieoplossing een belangrijke stap kunnen zetten op het gebied van tactiele sensoren voor robots. Het Tactaxis-prototype vormt de basis voor verdere ontwikkelingen.”
Het IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) heeft onlangs de volgende whitepaper gepubliceerd over het krachtsensor-prototype op basis van de Melexis 3D-magneettechnologie: T. Le Signor, N. Dupré, and G. Close, "A gradiometric magnetic force sensor immune to stray magnetic fields for robotic hands and grippers", IEEE Robotics and Automation Letters, Jan. 2022.