Để robot thao tác chính xác và đáng tin cậy, khả năng quan sát bằng thị giác là chưa đủ, đặc biệt khi cầm nắm những vật thể mềm, dễ vỡ hoặc có cấu trúc không đồng nhất. Trong khi camera giúp xác định vị trí vật thể, cảm biến xúc giác cung cấp thông tin về mức độ tiếp xúc, lực giữ và nguy cơ trượt trong quá trình thao tác. Microchip Technology vừa ra mắt bộ số hóa điện dung tốc độ cao ATFCD52, có khả năng chuyển đổi tín hiệu từ các mảng cảm biến điện dung hai chiều dạng lưới mịn thành dữ liệu kỹ thuật số có độ nhạy cao. Dữ liệu này có thể được các bộ xử lý bên ngoài sử dụng để tính toán lực pháp tuyến và lực cắt (lực trượt), giúp bộ phận kẹp robot hoặc bàn tay linh hoạt của robot hình người điều chỉnh lực nắm và thao tác với vật thể phù hợp hơn.
“Robot ngày càng có khả năng nhìn và thấu hiểu môi trường xung quanh tốt hơn, nhưng khả năng cảm nhận và phản ứng với tiếp xúc vật lý vẫn là một thách thức lớn”, ông Giovanni Fontana, Giám đốc cấp cao phụ trách bộ phận giao diện người – máy của Microchip cho biết. “ATFCD52 được thiết kế để cung cấp dữ liệu xúc giác thời gian thực, tạo nền tảng cho việc phát triển robot linh hoạt hơn và thúc đẩy sự tiến bộ của AI vật lý”.
ATFCD52 hỗ trợ tối đa 52 kênh, gồm nhiều nhất 32 kênh phát (TX) và 20 kênh thu (RX), cho phép các mảng cảm biến điện dung hai chiều mật độ cao thu thập dữ liệu trên bề mặt tiếp xúc. Chip tích hợp 20 đầu nhận tín hiệu analog hoạt động song song, có khả năng thu nhận đồng thời dữ liệu từ tất cả các kênh RX. Tốc độ khung tín hiệu có thể đạt 800 Hz, tùy thuộc vào kích thước mảng cảm biến. Khả năng thu thập dữ liệu tốc độ cao giúp hệ thống nhanh chóng phát hiện hiện tượng trượt và điều chỉnh lực bám trước khi vật thể bị rơi hoặc chịu lực ép quá mức dẫn đến hư hỏng.
Về độ nhạy, ATFCD52 có thể phân giải những thay đổi điện dung dưới 1 femtofarad (fF), cho phép nhận biết các biến dạng rất nhỏ trên cảm biến xúc giác. Khả năng này đặc biệt quan trọng trong những thao tác tiếp xúc nhẹ, khi sự thay đổi điện dung khó phân biệt với nhiễu điện trong môi trường hoạt động. Đối với hệ thống robot, nhiễu có thể phát sinh từ động cơ servo, thiết bị điện tử công suất và các bộ điều chỉnh chuyển mạch. Để hạn chế ảnh hưởng, ATFCD52 sử dụng công nghệ nhảy tần kết hợp lấy mẫu quá mức (oversampling), giúp cải thiện khả năng thu nhận tín hiệu xúc giác trong môi trường có nhiều nhiễu điện.
Ở cấp độ hệ thống, ATFCD52 có thể kết hợp với vi điều khiển (MCU), bộ vi xử lý (MPU) hoặc FPGA của Microchip tùy theo yêu cầu hiệu suất. Nhà phát triển có thể lựa chọn kiến trúc phù hợp với nhu cầu điều khiển cục bộ hoặc xử lý dữ liệu thông lượng cao, đồng thời tích hợp bộ số hóa điện dung vào các giải pháp hệ thống khác của Microchip. Ngoài robot, ATFCD52 còn phù hợp với nhiều ứng dụng như thiết bị thực tế tăng cường, phụ kiện chơi game, găng tay và thảm lót chân thu thập dữ liệu, cũng như cảm biến đeo trên cơ thể, bao gồm da điện tử. Thông tin chi tiết về danh mục giải pháp cảm biến và cảm ứng của Microchip được cung cấp trên website của hãng.
Công cụ phát triển
Microchip cung cấp bảng mạch phát triển EV-ATFCD52, hỗ trợ khách hàng đánh giá thiết kế cảm biến điện dung, vật liệu cảm biến xúc giác và các kiến trúc xếp chồng khác nhau. Bên cạnh đó, phần mềm ATFCD52 Configurator cho phép người dùng cấu hình các tham số và ghi dữ liệu theo thời gian thực, góp phần rút ngắn quá trình đánh giá và phát triển thiết kế.
Tình trạng phân phối sản phẩm
Bộ số hóa điện dung tốc độ cao ATFCD52 hiện có thể được mua trực tiếp từ Microchip. Khách hàng cũng có thể liên hệ với đại diện bán hàng hoặc nhà phân phối được ủy quyền trên toàn cầu của Microchip để đặt mua sản phẩm.
