Rapid grasping of fabric using bionic soft grippers with elastic instability

要約

ロボットの把握には固有のトレードオフが伴います。通常、大きなスパンを持つグリッパーは閉じるまでに長い時間がかかり、高速なグリッパーは通常、小さなスパンをカバーします。
ただし、ソフト グリッパーの実際の用途の多くでは、大きな距離を迅速に近づける機能が必要です。
例えば、布を掴むには、通常、布の広い範囲を掴める先端に押し込む必要がある。
ここでは、弾性の不安定性を利用して、広範囲にわたる可逆的な迅速な閉鎖を実現する、人間の指からヒントを得たスナッピング グリッパーを実証します。
プレストレストを加えた半硬質材料を骨格として使用することで、グリッパーフィンガーは、親指と人差し指でつまむ動作と同様の軌道をたどって、大きく開いたり (86 ミリ秒)、素早く閉じたり (46 ミリ秒) できます。これは、グリッパーフィンガーの 2.7 倍と 10.9 倍優れています。
それぞれスパンと速度の基準グリッパー。
私たちは理論的に設計原理を与え、その方法をシミュレーションで検証し、このグリッパーをさまざまな硬い物体、柔軟な物体、柔らかい物体で実験的にテストし、良好な適応性と機械的性能を達成します。
この研究は、強力な産業用マニピュレーターと安全な人間対話型ロボットハンドとの間のギャップを埋めるのに役立ちます。

要約(オリジナル)

Robot grasping is subject to an inherent tradeoff: Grippers with a large span typically take a longer time to close, and fast grippers usually cover a small span. However, many practical applications of soft grippers require the ability to close a large distance rapidly. For example, grasping cloth typically requires pressing a wide span of fabric into a graspable cusp. Here, we demonstrate a human-finger-inspired snapping gripper that exploits elastic instability to achieve reversible rapid closure over a wide span. Using prestressed semi-rigid material as the skeleton, the gripper fingers can widely open (86 ~) and rapidly close (46 ms) following a trajectory similar to that of a thumb-index finger pinching which is 2.7 times and 10.9 times better than the reference gripper in terms of span and speed, respectively. We theoretically give the design principle, simulatively verify the method, and experimentally test this gripper on a variety of rigid, flexible, and limp objects and achieve good adaptivity and mechanical performance. This research helps bridge the gap between strong industry manipulators and safe human-interactive robotic hands.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google