Accurate modelling of soft tactile sensors remains difficult because finite element methods (FEM) are computa- tionally expensive, while real-time simulators often lack fidelity for hyperelastic deformation. Large physical datasets are also impractical to collect because repeated testing can damage fragile sensors. We present a data-efficient framework that combines limited real-world validation, high-fidelity FEM, and graph neural networks (GNNs) for accurate real-time prediction of two-dimensional tactile deformation in a planar soft tactile structure. The key idea is to decouple validation from training: 82 camera-tracked contact configurations are used only to tune and validate an ANSYS FEM model, which then generates 768 synthetic contact scenarios for GNN training. We evaluate both forward prediction from marker deformation to contact localisation and inverse inference from contact configuration to marker deformation. The validated FEM achieves sub-0.5 mm error in more than 90% of validation cases, while the learned GNN surrogate reaches a mean absolute error of 0.32 mm with millisecond-scale inference, compared with minute-scale FEM simulation. Models trained entirely on synthetic FEM data retain sub-millimetre accuracy on real measurements from the 2D tactile structure, demonstrating strong sim-to-real transfer within the tested planar setting. We further integrate the learned model into a real-time visualisation pipeline, enabling rapid deformation prediction for virtual prototyping and simulator-based design exploration without extensive physical testing.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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