GelSight Mini · 胶垫与磨损变异

换一块胶垫、换一台传感器、换一个数据集,GelSight Mini 的信号会移动多远?

数据以公开为主 —— 磨损实验与 cnc_mini_26 是实验室内部、尚未发表的 数据,文中已逐处标注。噪声底在其他一切之前算出。25 小时夹持,测不出磨损。 反倒是换胶垫型号,代价几乎等于换整台传感器。

0.28 噪声底(rmslowfreq
4.28 换胶垫(同型号)
13.98 换整台传感器
19.53 换胶垫型号
Every source of change on one comparable scale. Wear sits at the floor; the gel-model chan
所有变化来源放在同一把可比的尺子上。磨损贴着噪声底;换胶垫型号超过了换整机。 gel_axis.json, tacquad_domain.json, cross_dataset_gap.json

结论

1 · 25 小时的磨损不可检测 证据强

24.9 小时里那 15.14 RMS 的位移,全部落在一次 88 小时的采集中断上;中断之后信号一直待在噪声底 (1.07)之内。同一次实验里另一段 64 小时的中断只带来 约 1 RMS —— 所以这个台阶跟随的是重新装夹,不是流逝的时间。与 GelSlim 2018 一致。 详情 →

What changed, in the frames themselves: a global relight across the break, then almost not
帧本身发生了什么:中断处是一次全局的重新照明,此后再夹持 13 小时几乎没有变化。 panda_durability_test_data/ted_gel

2 · 只要重新采集参考帧,换传感器几乎不花代价 证据强

面对 18.51 RMS 的「换传感器 + 换胶垫」漂移, 重新估计参考帧 —— 取目标域图像的逐像素中位数,不需要任何力标签 —— 能把迁移保持在 0.90; 沿用源域的参考帧则崩到 0.40。 详情 →

The out-of-distribution condition behind findings 2 and 3: a different sensor carrying a d
结论 2、3 背后的分布外条件:另一台传感器配另一块胶垫,两侧都有力标签。 FEATS test_diff_sensor_old_gel / _new_gel

3 · 通用冻结编码器都能迁移,原始像素不行 证据中等

在统一特征宽度下,四个 ImageNet/DINOv2 编码器都落在 0.92–0.96(掉 2–5 %, 无一崩溃);原始像素对照掉 17 %。模型大小 没有可见效应。详情 →

4 · 外观漂移越大迁移越差 —— 但实验设计太薄 证据弱

无向 Spearman -0.71 (p=0.111),基于来自 4 个群体的 6 个独立漂移;对群体标签做 Mantel 置换得到 p=0.083。 方向是真实的,显著性至多是边缘的。详情 →

The four force-labelled populations. Two carry a printed dot lattice and two do not. That
四个带力标签的群体。两个印有黑点阵、两个没有。这条边界值 11.9–23.5 rms_lowfreq 并会让迁移崩溃,但最大的间隙 24.3 出现在两个无标记数据集之间。 FEATS, cnc_mini_26, FeelAnyForce

本工作支持什么

这不是新发现 —— SITR、FeelAnyForce 与 FEATS 都已报告过跨传感器退化。本工作的贡献 是在一个平衡交叉设计上把它量化。本研究此前有四条结论在审查后被撤回: 见方法页

本站术语
分布外 (OOD)
out-of-distribution (OOD)
与估计器拟合时所见不同的输入 —— 这里指:换了传感器、换了胶垫、或换了数据集。
参考帧
reference frame
胶垫上没有任何东西按压时拍的图。重建算的是「当前帧与参考帧之差」,所以参考帧承载了这台传感器自身的照明特性。
有标记 / 无标记胶垫
markered / markerless gel
GelSight 的胶垫要么印有一格黑点阵(用来读切向力),要么没有。这个差别对图像的影响,远大于换一块同款胶垫。
rms / rms_lowfreq
rms / rms_lowfreq
两张平均图之间的均方根像素差,单位 0–255。rms_lowfreq 只保留平滑部分 —— 这是唯一能跨不同分辨率比较而不失真的版本。
噪声底
noise floor
什么都没变时这个统计量读到的值:同一台、同一块垫的两次平均。比它小的效应测不出来。
Spearman 秩相关 rho
Spearman rho
秩相关系数,−1…1。它问的是预测有没有把真实力值排对顺序,与尺度无关 ——所以能跨力单位不同的数据集使用。
域内 vs 迁移
in-domain vs transfer
域内:在同一群体上拟合并评分。迁移:在一个群体上拟合,到另一个上评分。两者之差就是这次分布漂移的代价。
置换零假设
permutation null
把数据打乱后,同一套流程会给出的分数。没有它,一个正相关可能只是流程本身必然产生的,却被当成有意义。
Mantel 置换检验
Mantel permutation
用于「距离对距离」比较的显著性检验 —— 这类观测共享群体因而并不独立。它重排的是群体标签,而不是观测本身。
LUT vs 免标定
LUT vs calibration-free
把图像转成表面深度的两种做法。LUT(查找表)是逐传感器用已知按压标定出来的,免标定解不是 —— 这就是换传感器时两者退化方式不同的原因。
退化迁移
degenerate transfer
拟合出的映射把目标域每个样本都送到同一个值,秩相关无定义 —— 这是彻底失效,不是缺测。