TacShade A New 3D-printed Soft Optical Tactile Sensor Based on Light, Shadow and Greyscale for Shape Reconstruction

本文介绍了TacShade，一种新设计的3D打印软光学触觉传感器。该传感器是在素描绘画的启发下开发的，利用素描线的密度来绘制光影，从而创造出3D视觉效果，用于形状重建。TacShade在TacTip的优势基础上进行了改进，TacTip是一种单摄像头触觉传感器，具有大的深度变形和对边缘和表面跟踪的敏感性，改进的结构是将标记分布在乳头针的间隙中。外部接触交互可以在传感器内部产生光、暗和灰色效果的变化。接触物体的轮廓由白色标记勾勒出来，而接触深度特征可以通过黑色针和白色标记的分布间接获得，从而创建2.5D可视化效果。基于成像效果，我们改进了形状恢复算法（SFS）来处理触觉图像，实现对接触物体的粗略但快速重建。进行了两个实验。第一个实验验证了TacShade通过一张图像重建接触物体的能力以进行物体区分。第二个实验展示了TacShade对具有脊状图案的大型面板的形状重建能力，基于机器人的位置和图像拼接技术。

本论文旨在设计一种新型的3D打印软光学触觉传感器TacShade，用于形状重建。

TacShade传感器利用类似素描画的线条密度来绘制光影，实现了3D视觉效果。通过在乳头针的间隙中分布标记，可以在传感器内部产生光、暗和灰色效果，从而间接获得接触深度特征。同时，通过改进Shape from Shading算法，实现了对接触物体的粗略快速重建。

该论文的亮点包括：1.设计了一种新型的3D打印软光学触觉传感器TacShade；2.通过改进Shape from Shading算法，实现了对接触物体的粗略快速重建；3.进行了两个实验，验证了TacShade传感器的形状重建能力。

最近的相关研究包括：1.基于触觉传感器的形状重建算法研究；2.软体机器人中的触觉传感器设计与应用研究；3.基于深度学习的触觉传感器信号处理研究。