Enabling dexterous manipulation and safe human-robot interaction, soft robots are widely used in numerous surgical applications. One of the complications associated with using soft robots in surgical applications is reconstructing their shape and the external force exerted on them. Several sensor-based and model-based approaches have been proposed to address the issue. In this paper, a shape sensing technique based on Electrical Impedance Tomography (EIT) is proposed. The performance of this sensing technique in predicting the tip position and contact force of a soft bending actuator is highlighted by conducting a series of empirical tests. The predictions were performed based on a data-driven approach using a Long Short-Term Memory (LSTM) recurrent neural network. The tip position predictions indicate the importance of using EIT data along with pressure inputs. Changing the number of EIT channels, we evaluated the effect of the number of EIT inputs on the accuracy of the predictions. The least RMSE values for the tip position are 3.6 and 4.6 mm in Y and Z coordinates, respectively, which are 7.36% and 6.07% of the actuator's total range of motion. Contact force predictions were conducted in three different bending angles and by varying the number of EIT channels. The results of the predictions illustrated that increasing the number of channels contributes to higher accuracy of the force estimation. The mean errors of using 8 channels are 7.69%, 2.13%, and 2.96% of the total force range in three different bending angles.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

IEEE图像处理事务涵盖了新颖的理论,算法和体系结构,可在各种应用中形成、捕获、处理、通信、分析和显示图像、视频和多维信号。感兴趣的主题包括但不限于数学、统计和感知建模、表示、形成、编码、过滤、增强、还原、渲染、半色调、搜索和分析图像、视频和多维信号。感兴趣的应用包括图像和视频通信、电子成像、生物医学成像、图像和视频系统以及遥感。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/tip/
【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
13+阅读 · 2019年11月14日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员