eViper: A Scalable Platform for Untethered Modular Soft Robots

要約

ソフト ロボットは独自の機能を備えていますが、スケーラブルな構築技術の欠如と、ソフトボディのダイナミクス、高次元の作動パターン、および外部/搭載の力に依存する効率的な制御と動作のためのアルゴリズムの複雑さによって制限されてきました。
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この論文では、完全に繋がれていないモジュール式ソフト ロボットに対する重量配分と作動パターンの影響を研究するためのスケーラブルな方法とプラットフォームを紹介します。
拡張可能な振動インテリジェント圧電ロボット (eViper) は、PyBullet に実装されたオープンソースの電気活性ロボット シート用シミュレーション フレームワーク (SFERS) とともに、高度な重量と移動の相互作用を研究するためのプラットフォームとして開発されました。
eViper プラットフォームは、パワー エレクトロニクス、センサー、アクチュエーター、バッテリーをオンボードで統合することで、迅速な設計の反復とアクチュエーター アレイのさまざまな重量配分と制御戦略の評価を可能にし、物理ベースのモデリングとデータ駆動型モデリングの両方をサポートします。
-ボードの自動データ取得機能。
SFERS が、最大速度または最小の輸送コスト (COT) を達成するために eViper の重量配分と作動パターンを最適化するための有用なガイドラインを提供できることを示します。

要約(オリジナル)

Soft robots present unique capabilities, but have been limited by the lack of scalable technologies for construction and the complexity of algorithms for efficient control and motion, which depend on soft-body dynamics, high-dimensional actuation patterns, and external/on-board forces. This paper presents scalable methods and platforms to study the impact of weight distribution and actuation patterns on fully untethered modular soft robots. An extendable Vibrating Intelligent Piezo-Electric Robot (eViper), together with an open-source Simulation Framework for Electroactive Robotic Sheet (SFERS) implemented in PyBullet, was developed as a platform to study the sophisticated weight-locomotion interaction. By integrating the power electronics, sensors, actuators, and batteries on-board, the eViper platform enables rapid design iteration and evaluation of different weight distribution and control strategies for the actuator arrays, supporting both physics-based modeling and data-driven modeling via on-board automatic data-acquisition capabilities. We show that SFERS can provide useful guidelines for optimizing the weight distribution and actuation patterns of the eViper to achieve the maximum speed or minimum cost-of-transportation (COT).

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