Yaole Technology veröffentlicht integrierte gestrickte Datenhandschuhe, die die taktile Erfassung zu echten natürlichen Handbewegungen zurückbringen | Frontline

Autor｜Huang Nan

Redakteur｜Yuan Silai

Embodied Intelligence entwickelt sich gerade von Demo-Demonstrationen hin zum Einsatz in realen Szenarien. Die Fähigkeitsgrenzen von visuellen und Sprachmodellen erweitern sich stetig, aber der Mangel an Tastdaten im Bereich der physischen Interaktion wird zu einem zentralen Hindernis für die Verbesserung der feinen Bedienungsfähigkeit und der Szenenverallgemeinerungsfähigkeit von Robotern.

Die derzeit gängigen Tasterfassungsverfahren in der Branche weisen jeweils eigene Engpässe auf: Dünnfilm-piezoresistive Handschuhe leiden unter Gleitartefakten und Datendrift, exoskelettartige Handschuhe schränken die natürliche Greifhaltung ein und erzeugen Störgeräusche, und visuo-taktile Verfahren können kaum die gesamte Handfläche abdecken. Geräte in Laborqualität zeichnen sich durch hervorragende Leistung aus, sind aber teuer und können die Massenerfassung nicht unterstützen; Simulationsdaten können die Lücke zwischen Virtuellem und Realem nie schließen.

Wie man Leichtbauweise, ganzflächige Wahrnehmung, langfristige Stabilität und skalierbare Kosten in Einklang bringt, ist zu einer realen Herausforderung für die Industrie geworden.

Vor kurzem hat YaoLe Technology, ein Unternehmen für flexible Gewebesensorik, den Tiefen-Taktil-Datenhandschuh Tacknit Glove G1 auf den Markt gebracht. Er stützt sich auf das integrale Strickverfahren und die ganzflächige Tiefen-Taktil-Wahrnehmung und zielt auf die Szenarien der Massenerfassung echter taktiler Daten für Embodied Intelligence ab.

Im Gegensatz zu dem in der Branche üblichen Sensorkonzept mit mehrschichtigem Verbundaufbau verwendet der Tacknit Glove G1 eine flexible Gewebesensortechnologie, bei der induktive Garne direkt mit Grundgarnen vermischt werden. Die Sensorpunkte werden gleichzeitig mit der Strickbildung des Handschuhkörpers integriert, wodurch mehrschichtige Klebeverbindungen entfallen und das Problem der Datenverzerrung durch Zwischenschichtgleiten von Grund auf vermieden wird. Das Gewicht eines einzelnen Handschuhkörpers beträgt etwa 60g, was die Beeinträchtigung der natürlichen Handbewegungen durch das tragbare Gerät so weit wie möglich reduziert und menschliche Störgeräusche während des Erfassungsprozesses verringert.

Schematische Darstellung der Verteilung der taktilen Sensorpunkte des Datenhandschuhs von YaoLe Technology

Aus Sicht der Produktfähigkeit stellen Szenarien der groß angelegten Datenerfassung mehrere Anforderungen an das Gerät. Es muss nicht nur gewährleistet sein, dass das Tragen unmerklich ist und die Handbewegungen nicht verzerrt werden; gleichzeitig ist eine ganzflächige taktile Abdeckung der Handfläche und eine Datenstabilität bei langfristiger Erfassung erforderlich; außerdem müssen der kontinuierliche Einsatz durch mehrere Personen, die Austauschkosten von Verbrauchsmaterialien, die Ausrichtung multimodaler Daten sowie die Zuverlässigkeit bei intensiver wiederholter Nutzung berücksichtigt werden.

Der Tacknit Glove G1 verfügt über 216 effektive Sensorpunkte pro Handschuh, die die zentralen taktilen Bereiche von Fingerspitzen und Handfläche vollständig abdecken und feine Kraftänderungen erfassen. Der Handschuh ist waschbar, was die Datendrift durch Schweiß und Öl verringert. In Kombination mit ergonomischen Ausführungen in mehreren Größen verschiebt er sich bei längerem Tragen kaum und gewährleistet die Datenkonsistenz bei langfristiger Erfassung.

Seine Hardware ist separat gestaltet: Die Hauptsteuereinheit ist per Magnet mit dem Handschuhkörper verbunden, und eine Hauptsteuereinheit kann mehrere Handschuhe für den abwechselnden Einsatz kompatibel machen, was für kontinuierliche Erfassungsaufgaben durch mehrere Personen geeignet ist. Der Handschuhkörper wird als unabhängiges Verbrauchsmaterial ausgetauscht, was die Grenzkosten der groß angelegten Datenerfassung senkt. Die am Handgelenk angebrachte Hauptsteuereinheit ist mit einem Weitwinkelkamera ausgestattet, die die synchrone Erfassung von Taktilität, Handhaltung und Bildern realisiert. Bei der Auslieferung wird eine standardisierte Vorkalibrierung durchgeführt, sodass die Zeitachsen von Taktilität und Bild präzise ausgerichtet sind und die Kette „Erfassung – Bereinigung – Training“ durchgängig funktioniert.

Aufbau des Datenhandschuhs von YaoLe Technology

Im Gegensatz zu den meisten Hardwareherstellern, die sich auf die Bauteilmontage konzentrieren, entwickelt YaoLe Technology die gesamte Kette selbst – von leitfähigen Garnlösungen über angepasste Textilumformgeräte, Webstrukturen bis hin zu Signalverarbeitungsalgorithmen. Einerseits iteriert das Unternehmen das Materialsystem der leitfähigen Garne selbst, um eine langfristige Signalstabilität zu gewährleisten. Andererseits modifiziert es Textilmaschinen für die Anforderungen der präzisen Sensorik, verbindet die beiden Verfahren der elektronischen Sensorik und der traditionellen Weberei und erreicht gleichzeitig Flexibilität, hohe Präzision und Serienproduktionsfähigkeit.

Auf dem Weg zur Kommerzialisierung sind die meisten derzeitigen Tasterfassungs-Hardwareprodukte auf hochgradig kundenspezifische Projekte ausgerichtet, was die gesamten Anschaffungskosten erhöht und die Skalierung der Datensätze behindert. YaoLe Technology positioniert den G1 als standardisiertes industrielles Verbrauchsmaterial. Gestützt auf den eigenen Produktionsstandort überträgt es das ausgereifte Qualitätskontrollsystem der Automobilsensorik-Produktionslinie auf die taktilen Handschuhe. Die Herstellung der Kerngarne und das integrale Stricken werden automatisiert selbst durchgeführt, mit dem Ziel, die Hürden für Unternehmen im Bereich Embodied Intelligence beim Erwerb taktiler Daten durch Massenproduktion zu senken. Derzeit ist das Produkt bereits in die Lieferketten führender Hersteller von geschickten Händen eingetreten, um Praxistests durchzuführen.

Neben der Hardware plant YaoLe Technology, einen geschlossenen Kreislauf aus „Hardwareverkauf + Plattform für taktile Datendienste“ aufzubauen. Neben der Lieferung von Hardware- und Softwarepaketen bietet es gleichzeitig Mehrwertdienste wie die Bereinigung, Kalibrierung und Klassifizierung von Rohdaten an, um der Branche vollständige Lösungen für die taktile Erfassung anzubieten.

Datenhandschuh von YaoLe Technology

Derzeit befindet sich die Branche der taktilen Wahrnehmung in einer Phase paralleler technischer Routen: Piezoresistive, kapazitive und visuo-taktile Verfahren weisen jeweils eigene Vor- und Nachteile auf. Ein einheitlicher Branchenteststandard ist noch nicht etabliert, und der Anteil kundenspezifischer Entwicklungen ist hoch, was die gesamten Implementierungskosten erhöht. Datenhandschuhe nach dem Gewebestricken-Verfahren bieten einen Umsetzungsweg, der die taktile Erfassung von teuren Laborgeräten hin zu standardisierten Werkzeugen mit Massenbereitstellungsfähigkeit wandelt.

Mit der groß angelegten Verbreitung von kostengünstigen und hochkonsistenten taktilen Erfassungsendgeräten wird die Anhäufung echter taktiler Proben beschleunigt, was die Iteration von Modellen im Zusammenhang mit der Kraftsteuerung von geschickten Händen und der Objektinteraktion fördert und humanoiden Robotern und geschickten Händen den Übergang von Labordemonstrationen zu realen Szenarien wie industrieller Montage und Haushaltsdienstleistungen ermöglicht.

In Zukunft wird YaoLe Technology die Produkte für die gewebegestützte taktile Wahrnehmung kontinuierlich weiterentwickeln, die Expansion auf in- und ausländische Märkte beschleunigen und gemeinsam mit akademischen und industriellen Einrichtungen an der gemeinsamen Entwicklung von Branchenstandards für die taktile Erfassung mitwirken, um unabhängige und kontrollierbare Infrastrukturdienstleistungen für die flexible taktile Wahrnehmung anzubieten.