Design Optimization of Wire Arrangement with Variable Relay Points in Numerical Simulation for Tendon-driven Robots

要約

腱駆動ロボットの最大の特徴は、ワイヤの配置の容易さと自由度であり、ワイヤの配置を変更することで目的の特性を満たす機体を構築することができます。
ワイヤ配置の最適化手法はさまざまに提案されていますが、関節までのワイヤのモーメントアームが一定であると仮定したり、複数のジョイントにまたがる中継点を含むワイヤ配置を無視したりして構成を簡素化しています。
本研究では、各配線を始点、複数の中継点、終点で表す、より柔軟な配線最適化問題を定式化し、ブラックボックス最適化に基づいて所望の物理性能を実現します。
実現可能な操作力空間と速度空間の両方を同時に考慮した多目的最適化を検討し、さまざまな構成から得られた最適化結果について議論します。

要約(オリジナル)

One of the most important features of tendon-driven robots is the ease of wire arrangement and the degree of freedom it affords, enabling the construction of a body that satisfies the desired characteristics by modifying the wire arrangement. Various wire arrangement optimization methods have been proposed, but they have simplified the configuration by assuming that the moment arm of wires to joints are constant, or by disregarding wire arrangements that span multiple joints and include relay points. In this study, we formulate a more flexible wire arrangement optimization problem in which each wire is represented by a start point, multiple relay points, and an end point, and achieve the desired physical performance based on black-box optimization. We consider a multi-objective optimization which simultaneously takes into account both the feasible operational force space and velocity space, and discuss the optimization results obtained from various configurations.

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