机器人正在进入越来越复杂的操作场景。

抓取一个柔软、易碎物体,或者完成精密插接与装配……视觉可以告诉机器人“看到了什么”,但真正接触的那一刻,机器人还要知道更多:碰到了哪里?发生了多大形变?受力如何分布?物体有没有开始滑动?

这正是触觉传感器需要解决的问题。

对于机器人而言,一款真正可用的触觉传感器,需要同时做到响应快、感知细、信息丰富,并且体积足够小和低功耗。

触觉传感器存在不同的技术路线,其中视触觉传感器得益于其稳定丰富的触觉信号而备受瞩目,市场上现有主流视触觉传感器已经能够实现感知细、信息丰富、集成度良好,但在响应速度、帧率、功耗等关键指标维度上仍然存在瓶颈。

今日,知行具身正式发布面向机器人操作的下一代视触觉传感器产品 Imprint X。从传感器的底层感知方式到材料、结构与算法,Imprint X 均围绕机器人精密操作场景设计,让响应快、低延迟、低功耗的高性能视触觉真正进入机器人指尖。

视触觉传感器 Imprint X

视触觉的难点在于同时做到“快”与“细”。

Imprint X 的核心参数:

ms 延迟|>1000 Hz 帧率|0.02 N 力感知分辨率|0–25 N 力程 | 0.5 mm 点云空间分辨率

这些参数背后,知行具身从触觉的底层感知方式开始重新思考,没有选择只对市场传统方案进行指标优化。

为什么选择事件相机?

为了打造 Imprint X,知行具身基于定制的微型事件相机模组由内而外重构了整套传感系统。

传统视触觉通常通过 CMOS 相机逐帧采集弹性体形变。相机要不断获取完整图像,再从“逐帧快照”中计算触觉变化。但相机受帧数的物理限制(30-120 Hz),即使“逐帧快照”仍然难以把形变全过程中的变化拍全。

事件相机与传统相机逐帧拍下整张画面不同,事件相机只检测像素亮度改变的区域,只要画面某处亮度出现变化,就立刻输出这个区域的信息。

从成像架构入手改变,知行具身推动了视触觉感知领域从“一帧一帧看”,转向“变化发生就能捕捉”的神经拟态触觉感知,成为行业首家事件驱动/神经拟态视触觉传感器走出实验室进入市场的公司,而 Imprint X 也与市场主流视触觉传感器形成了代际差异。

Imprint X 也由此实现了低至 1 ms 的延迟超过 1000 Hz 的帧率。对于快速接触、动态抓取和滑移等任务,机器人可以更及时地获得触觉变化。

高频动态冲击 Imprint X 亦可响应,捕捉毫秒间接触细节

同时,输出方式的改变也减少了大量重复图像数据的输出,使传感器在高速感知下仍能保持较低的数据率因带宽小而无需外挂算力设备。

不仅感知“碰触”,也能还原完整的触觉状态

速度解决的是“什么时候感知到”,但机器人还需要知道“发生了什么”。

Imprint X 在自研的高回弹接触材料中设计了标记点阵。当机器人指尖与物体接触时,材料发生形变,微型事件相机捕捉标记点的变化,再通过算法重建接触区域的形变与受力状态。

传感器的点云空间分辨率 0.5 mm,力程 0–25 N,力感知分辨率 0.02 N,标记点密集,力感知精细。

在机器人指尖与物体接触的整个过程中,Imprint X 不仅能感知到碰触的每个瞬间,它也将持续输出一组连续变化的触觉信息,包括:2D 位移场、3D 触觉形变点云,以及分布式受力、滑移等触觉特征。

从微小形变,到位移,再到三维形变和受力状态,机器人获得的是更加完整的接触信息,构建的也是更加完整的触觉。

Imprint X 自研三维映射标定系统,高分辨率实现三维空间形变感知

全向、复合按压动作接触,Imprint X 均可感知

Imprint X 对接触信号稳定响应 

机器人凭借超低延迟 Imprint X,瞬时接触也能即刻感知

成为机器人指尖的一部分

触觉传感器最终要进入机器人,在真实场景中落地,而不是停留在实验室。

因此,Imprint X 从一开始就将体积、功耗、数据量和维护成本等纳入设计。

传感器最薄仅 3–4 mm,可集成进入机器人指尖或夹爪;数据率,容易集成,无需外挂算力盒;功耗超低,无需额外散热结构;封闭式结构降低环境光、粉尘、水汽等外部因素对感知的影响。

同时,传感器的接触材料采用模块化快换设计。长期使用后,磨损的接触层可以直接更换,不需要更换整个传感器。

这意味着,高速、高分辨率、高维度的触觉感知,不再必须以复杂、昂贵和难以集成的系统为代价。

目前,Imprint X 已进入若干头部3C制造商生产线进行真实的精密操作场景验证,也与某头部灵巧手厂商达成产品合作。

 

打造标杆级视触觉传感器

Imprint X 的技术路线,可以概括为:事件驱动感知 + 高响应弹性材料 + 全新事件驱动触觉算法 + 指尖级集成结构

知行具身重新思考的并不是怎样优化一个参数,而是机器人获得触觉信息的整个过程:

更快地捕捉变化,更细地感知形变,更丰富地还原接触状态,更贴近触觉仿生传感本质,同时让传感器带宽足够低、尺寸足够小、功耗足够低。

当机器人能够在毫秒级捕捉接触变化,并持续获得位移、形变、受力与滑移信息,触觉才真正从一个传感器变成机器人精密操作的基础感知能力。

Imprint X,让机器人开始真正感知与世界的每一次接触,解锁物理世界的“最后一毫米”。

注:文中涉及的产品性能参数、测试结果及应用表现均基于知行具身现阶段实验室测试或特定场景验证所得,实际表现可能因使用环境、安装方式、系统配置及产品版本等因素有所差异。产品规格、功能及技术参数可能随产品迭代而调整,最终以实际交付产品及相关技术文件为准。

Imprint X 产品即日起接受预订,有意者请联系 s@imprintx.cn

 


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作者 ab, 808