GelSight Svelte是由美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）研發(fā)的一種機(jī)器人傳感技術(shù)，這種傳感器模仿人類(lèi)手指的形狀和功能。GelSight Svelte利用兩面鏡子反射和折射光線，使位于傳感器底部的單個(gè)攝像頭能夠沿整個(gè)手指的長(zhǎng)度“看到”。這個(gè)傳感器擁有靈活的主體結(jié)構(gòu)，可以在接觸物體時(shí)測(cè)量手指的彎曲度，從而估算傳感器所受的力。GelSight Svelte的設(shè)計(jì)使得機(jī)器人手能夠執(zhí)行多種抓取方式，提高了機(jī)器人手的靈活性和操作能力。

雖然有許多光學(xué)系統(tǒng)可以為機(jī)器手提供觸覺(jué)，但它們大多是平面的，因此僅限于指尖。而麻省理工學(xué)院的新系統(tǒng)卻能在每個(gè)手指的整個(gè)長(zhǎng)度上工作。

透明硅膠板的一面涂有一層不透明的金屬漆。當(dāng)涂漆的一面被壓在表面上時(shí)，它就會(huì)按照該表面的形狀變形。通過(guò)硅膠未涂漆的另一面觀察，可以看到表面的細(xì)微輪廓被壓入油漆中。利用攝像頭和計(jì)算機(jī)算法，該系統(tǒng)能夠?qū)⑦@些輪廓轉(zhuǎn)化為三維圖像，捕捉深度不到一微米、寬度約為兩微米的細(xì)節(jié)。這些視覺(jué)細(xì)節(jié)被轉(zhuǎn)化為我們神經(jīng)所能感受到的壓力點(diǎn)。

麻省理工學(xué)院最初將 GelSight 傳感器安裝在機(jī)器人抓手的一個(gè)指尖上，使設(shè)備能夠 "感知 "被抓取的電纜。隨后推出的 GelSight EndoFlex 手可以通過(guò)感知物體的形狀來(lái)識(shí)別三維物體，它的三個(gè)手指上各嵌入了兩個(gè)傳感器（整只手共有六個(gè)傳感器）。GelSight Svelte 也將傳感功能延伸到了指尖之外，但它的設(shè)計(jì)更加優(yōu)雅、高效。它已經(jīng)被集成到一個(gè)三指機(jī)械手上。

完整的 GelSight Svelte 手指（左）及其組件的分解圖

這只手的每根手指都只有一個(gè)內(nèi)部攝像頭，位于手指根部。手指上還有兩排內(nèi)部 LED 燈（一綠一紅），以及兩面鏡子--一面長(zhǎng)長(zhǎng)的弧形鏡子貫穿手指，另一面較短的平面鏡則位于攝像頭下方。

俯視平面鏡，攝像機(jī)可以看到整個(gè)弧面鏡的反射，從而看到弧面鏡反射的手指表面的所有變形。此外，通過(guò)分析每個(gè)變形的綠光和紅光飽和度，還可以確定底層表面對(duì)硅膠施加的壓力大小。

此外，GelSight Svelte 還能利用手指背面柔性框架中的傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)每個(gè)手指的弧度。系統(tǒng)知道，手指的彎曲度越大，對(duì)所持物體施加的壓力就越大。

"我們的新傳感器形狀像人的手指，因此我們可以用它為不同的任務(wù)制造不同類(lèi)型的抓手，而不是什么都用鉗子抓。"機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)研究生、這篇研究文章的第一作者 Alan (Jialiang) Zhao 說(shuō)："平行鉗可以做的事情實(shí)在太多了。我們的傳感器確實(shí)為我們用機(jī)器人完成不同的操縱任務(wù)開(kāi)辟了新的可能性。"