从水果采摘等农业用途，到分拣回收等可持续性实践，再到为老年人创造安全的家庭护理机器人，触觉传感与适应性能力在许多领域都至关重要。通过触觉传感，我们可以辨别材料特性、识别纹理并确定柔软度，而通过适应性，我们能够安全地与周围的物体和环境进行互动。这两种能力可以最终成为一种有用的软机器人抓取器，如最初的ＧｅｌＳｉｇｈｔ Ｆｉｎ Ｒａｙ，它能够抓取各种不同的物体，还可以执行简单的家庭操作任务：重新定位酒杯。

尽管最初的ＧｅｌＳｉｇｈｔ Ｆｉｎ Ｒａｙ解决了将通常刚性的高分辨率传感器与柔软柔顺的结构连接的问题，但可以提高传感器的鲁棒性，并实现使这种基于相机的触觉传感器适用于更广泛的软机器人设计的技术。

文首先集成了柔性反射镜，并将刚性电子元件集成到夹具的底座中，这大大提高了Ｆｉｎ Ｒａｙ结构的适应性。然后，本文合成了一种柔性高伸长率的硅树脂粘合剂基荧光漆，它可以为我们的传感器提供高质量的２Ｄ触觉定位结果。最后，本文将所有这些技术结合到一个新的设计中：Ｔｈｅ Ｂａｂｙ Ｆｉｎ Ｒａｙ，实验用它来挖掘杂物，并成功地对外壳中的坚果进行分类。

随着软机器人和高分辨率触觉传感领域的不断发展，我们期待着推进它们的结合，推进软操作领域。软机器人可用于各种任务，从照顾老年人的人机交互、生物医学设备和假肢，到农业用途。然而，当软机器人和机械手与复杂和高分辨率的传感能力配对时，它们会变得特别有用。尽管软机器人机构能够适应不同的物体，从而提供更安全的抓握，但它们无法执行更多有趣的操纵任务。这种能力的缺乏可以通过触觉传感得到部分解决。人类的触觉感知使我们能够执行许多软机器人无法完成的多项任务，例如通过一次触摸识别形状、材料和纹理。尽管本体感觉和简单的力传感很有用，但这些类型的传感器无法区分不同的复杂纹理，无法帮助老年人完成任务，例如翻包找钥匙，或者翻一袋坚果找核桃。

我们希望软机器人抓取器设计可以与基于摄像头的传感器可以提供给我们的高分辨率触觉传感相结合，为我们提供安全性和适应性。然而，将这些通常刚性的传感器集成到软机器人和材料中是困难的。原始ＧｅｌＳｉｇｈｔ Ｆｉｎ Ｒａｙ的发展有助于改善这一领域。即便如此，其设计仍存在一些问题，如缺乏机械可重复性，以及由于传感器集成而导致的轻微适应性损失。

为了进一步解决这个集成问题，本文做出了以下贡献：

在ｔｈｅ Ｂａｂｙ Ｆｉｎ Ｒａｙ中的一种柔软、柔顺、坚固的ＧｅｌＳｉｇｈｔ传感器的新颖设计

荧光颜料的合成和分析，该颜料在基于相机的触觉传感器的其他软机器人集成中具有潜在用途

使用Ｔｈｅ Ｂａｂｙ Ｆｉｎ Ｒａｙ成功进行坚果分类（即识别纹理）。

利用基于相机的触觉传感所提供的复杂传感来利用软机器人的适应性和灵活性是至关重要的。如果我们希望继续推进软操作，使软抓取器能够最终执行复杂的人类操作任务，那么我们几乎肯定需要在抓取器中同时具备这两种能力。在本文中，我们展示了ＧｅｌＳｉｇｈｔ Ｆｉｎ Ｒａｙ的更新版本，它不仅包含了这两种能力，而且经过了改进，可以在操纵任务中稳健地执行。

本文通过对ＧｅｌＳｉｇｈｔ Ｆｉｎ Ｒａｙ进行硬件更改，包括更新相机位置和改进照明设计，以提高其稳健性。此外，我们还专门设计了用于在杂物任务中挖掘的手指。同时对不同荧光涂料照明方案的分析也表明，尽管不同方案之间没有太大差异，但我们合成的有机硅粘合剂和丙烯酸涂料混合物显示出最高的断裂伸长率和ＵＴＳ。

这些特性有望合成具有本体感觉或触觉传感的其他类型的软抓取器，因为有许多软抓取器要么膨胀，要么不断经历某种形式的变形。

最后，本文展示了这些新的设计实现和传感功能，使我们能够像Ｔｈｅ Ｂａｂｙ Ｆｉｎ Ｒａｙ一样反复抓取坚果，然后使用基于相机的传感器在各种不同的纹理之间进行非常准确的分类。这些能力为我们未来在杂乱的家庭环境中执行复杂的挖掘任务以检索特定物体开辟了道路。作者同时发现，添加标记物将使我们能够进行早期滑动分析，也使我们能够潜在地进行本体感觉。

总的来说，本文展示了将更复杂、更详细的传感集成到柔软、柔顺的机器人中的策略，并且在不损害柔软机器人原有的柔性和柔顺能力的情况下做到这一点。这样做可以使软机器人和软操作进一步发展，从而有一天可以达到人手的水平。

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