柔軟性と強度を兼ね備えたロボットを構築するにはどうすればよいでしょうか?ボトルキャップのネジ締めも楽々

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著者: Mickey

研究者がロボットを作成するとき、柔軟性と頑丈さという 2 つの品質のバランスを取るというジレンマに陥りがちです。 . .一般に両方の性質を兼ね備えることは難しいですが、慎重な操作が必要な多くのシーンでは両方が不可欠です。

最近の研究では、研究者らは、「筋肉」の高い張力を維持しながら柔軟性が高く、難しいタスクを完了するのに十分なひねり動作を与えるロボットを作成しました。ある実験では、このロボットは、同クラスのトップロボットの 2.5 倍のひねり動作を生成しながら、ボトルのキャップを取り外すことができました。

結果は、IEEE Robotics and Automation Letters の 1 月 13 日号に掲載されました。

論文リンク: https://ieeexplore.ieee.org/document/9999348

Tensegrity ロボットは、剛体フレームと柔軟なケーブル構成のネットワークで構成されています内部の張力を調整することで形状を変えることができます。

研究に参加した東京工業大学の修士課程学生、小林亮太氏は、「テンセグリティ構造には、軽さ、柔軟性、耐久性という独特の特性があるため、利点がある」と説明した。 「洞窟や宇宙などの困難な未知の環境で動作し、より複雑で効率的な動作が可能になります。」 これは 2 から 12 まで、場合によってはさらに多くなる可能性がありますが、一般的な経験則として、ロッドの数が多いロボットは通常より複雑で、設計するのが難しくなります。

20% 収縮、2 方向に 50 度のねじれ

テンセグリティ ロボットは、剛体フレームと柔軟なケーブルのネットワークで構成されています。内部の張力を調整することで形状を変えることができます。

研究の中で、Ryota のチームは 6 つのテンセグリティ モジュールに依存するテンセグリティ ロボットを作成しました。ロボットが強力なひねりを確実に実現するために、三角形の仮想マップが使用され、その中にロボットの人工筋肉が三角形の頂点を結ぶように配置されます。筋肉が収縮すると、三角形の頂点が近づきます。

この技術により、ロボットは人工筋肉のわずか 20% の収縮を利用して、2 方向に 50 度の大きなひねり運動を実現できます。良太氏は、彼のチームはシステムの効率に驚いたと語った。人工筋肉の小さな収縮が大きな収縮とねじれ変形をもたらしたのだ。

ねじりは既存のロボットの 2.5 倍です。

「ほとんどの 6 バー テンセグリティ ロボットは、わずかな構造変形しか受けません。転がり、その結果、動きが制限される」と、同じく研究に参加した東京工業大学の難波江裕之助教授は述べた。特に、著者らは、彼らの 6 ロッド ロボットが既存の 6 ロッド テンセグリティ ロボットの 2.5 倍の大きなねじれ運動を生成すると報告しています。

次に、研究チームはロボットにゴム製の指を取り付けて、物体をつかみ、タスクを完了する能力をテストしました。ある実験では、ロボットアームをコカ・コーラのボトルの上に降ろし、キャップを掴み、回転してアームを上げ、握ると回転の動作を繰り返し、数秒以内にキャップを取り外すことができた。

研究者らは、たとえば、ロボットが環境内の新しい形状を認識できるようにする技術と組み合わせて、ロボットのさまざまな方向に曲がる能力を高めるなど、この技術をさらに発展させる方法を検討しています。後者の進歩は、ロボットが必要に応じて新しい環境やタスクに適応できるようになる可能性がある。

資料のソース: https://spectrum.ieee.org/tensegrity-robot?utm_campaign=post-teaser&utm_cnotallow=e0401vfk

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