Open Continuum Robotics — One Actuation Module to Create them All

要約

物理的連続体ロボットの実験は評価のゴールドスタンダードです。
現在、市販の連続ロボット プラットフォームが存在しないため、さまざまな初期段階のプロトタイプが存在します。
これらのプロトタイプは個々の研究グループによって開発され、単一の出版物に使用されることがよくあります。
したがって、独自のハードウェアとソフトウェアの作成にかなりの時間が費やされ、共通プラットフォームの開発が妨げられ、貴重な時間と労力が主要な研究課題から逸らされています。
私たちは、さまざまなタイプの連続ロボットの構築に使用できるオープンソースの作動モジュールを提案することで、この問題に対処します。
これは、高トルクのブラシレス電気モーター、高解像度の光学式エンコーダー、および低ギア比のトランスミッションで構成されています。
この手紙では、3 つの異なるタイプの連続ロボットを作成します。
さらに、当社の作動モジュールを使用して構築された連続ロボットが外部の力を固有受容的に検出できることを初めて示しました。
その結果、私たちのアプローチは、一般化された流れと努力の感知が必須である連続ロボットのダイナミクスと高度な制御に関連する、未開発で調査が不十分な研究の方向性を切り開きます。
それに加えて、私たちは Open Continuum Robotics Project と呼ばれる取り組みでオープンソース ソフトウェアとハ​​ードウェアを提供することで連続ロボット研究を民主化し、先進的な手法のアクセシビリティと再現性を高めています。

要約(オリジナル)

Experiments on physical continuum robot are the gold standard for evaluations. Currently, as no commercial continuum robot platform is available, a large variety of early-stage prototypes exists. These prototypes are developed by individual research groups and are often used for a single publication. Thus, a significant amount of time is devoted to creating proprietary hardware and software hindering the development of a common platform, and shifting away scarce time and efforts from the main research challenges. We address this problem by proposing an open-source actuation module, which can be used to build different types of continuum robots. It consists of a high-torque brushless electric motor, a high resolution optical encoder, and a low-gear-ratio transmission. For this letter, we create three different types of continuum robots. In addition, we illustrate, for the first time, that continuum robots built with our actuation module can proprioceptively detect external forces. Consequently, our approach opens untapped and under-investigated research directions related to the dynamics and advanced control of continuum robots, where sensing the generalized flow and effort is mandatory. Besides that, we democratize continuum robots research by providing open-source software and hardware with our initiative called the Open Continuum Robotics Project, to increase the accessibility and reproducibility of advanced methods.

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