Automated design of pneumatic soft grippers through design-dependent multi-material topology optimization

要約

ロボットによるソフトな把持は、近年、アカデミック ロボット コミュニティ全体に急速に広がり、産業用途に押し込まれています。
同時に、マルチマテリアル 3D プリンティングが広く利用できるようになり、剛性セクションと弾性セクションを含むデバイスのモノリシック製造が可能になりました。
両方のテクノロジーを活用し、フルーツピッキングや同様のアプリケーション用に特注のソフトロボットグリッパーを自動的に設計できる新しい設計手法を提案します。
マルチマテリアル ソフト グリッパーを生成し、内部および外部の圧力境界を解決し、気密設計を作成する方法を調査できる、新しいトポロジー最適化の定式化を示します。
既存の方法と比較して、シミュレーションの精度を高めながら、検索可能なデザイン スペースを大幅に拡大します。

要約(オリジナル)

Soft robotic grasping has rapidly spread through the academic robotics community in recent years and pushed into industrial applications. At the same time, multimaterial 3D printing has become widely available, enabling the monolithic manufacture of devices containing rigid and elastic sections. We propose a novel design technique that leverages both technologies and can automatically design bespoke soft robotic grippers for fruit-picking and similar applications. We demonstrate the novel topology optimisation formulation that generates multi-material soft grippers, can solve internal and external pressure boundaries, and investigate methods to produce air-tight designs. Compared to existing methods, it vastly expands the searchable design space while increasing simulation accuracy.

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