Mechanisches Verhalten, Kontaktpose-Schätzung und Finite-Elemente-Analyse von visionbasierten taktilen Sensoren, die durch Formen und direkte Tintenstrahlschrift hergestellt wurden: Eine vergleichende Studie

Diese Arbeit pioniert die Anwendung der direkten Tintenstrahlschrift (DIW) zur Herstellung von elastomerischen, additiv gefertigten, visionbasierten taktilen Sensoren (VBTS). DIW verkürzt die Fertigungszeit um 76 %, was eine präzise Steuerung des Designs ermöglicht und die Komplexität des Prozesses im Vergleich zu den modernen (SOTA) Formverfahren reduziert. Die erfolgreiche Herstellung des DIW-Sensors wird in drei Phasen verifiziert. Erstens sind die mechanischen Eigenschaften des DIW-Sensors mit denen des SOTA-geformten Ecoflex hinsichtlich der Eindringtiefe, der Druckrate und der Anzahl der Zyklen gleichwertig. Zweitens zeigt die Verwendung der robotischen Pose-Schätzung als Demonstration, dass die Kraft, die die Deformation im DIW-Sensor ermöglicht, eine vergleichbare Normalitätsschätzungsleistung aufweist wie die des SOTA Ecoflex mit einem mittleren absoluten Fehler von weniger als 0,6°. Drittens zeigt die Finite-Elemente-Analyse (FEA) der DIW- und SOTA-Ecoflex-Sensoren unter Verwendung des Yeoh-Modells ähnliche Spannungs- und Dehnungsverteilungen als ein weiterer Beweis für die Verformbarkeit und Haltbarkeit des DIW und signalisiert die erfolgreiche Herstellung des Sensors.