SPONGE: Open-Source Designs of Modular Articulated Soft Robots

要約

ソフト ロボットの設計は多岐にわたりますが、公開されているものはほんのわずかです。
多くの場合、これらは出版物で簡単に説明されているだけです。
これは再現を複雑にし、研究結果の再現性と比較可能性を妨げます。
設計が統一されており、オープンソースであれば、実際のベンチマーク システムで研究された方法を検証することが可能です。
これに対処するために、拮抗ベローズを備えたソフト空気圧ロボットの 2 つのバリエーションをオープンソースとして紹介します。
ロボット本体内に複数のケーブルとチューブが配線されたセミモジュール設計から始まり、統合されたマイクロバルブとシリアル通信を備えた完全モジュール式ロボットへの移行が強調されています。
積み重ね可能性、作動、通信に関するモジュール性が達成されており、これは現実世界のタスクに対応する多くの自由度と高度な器用性を備えたソフト ロボットを構築するための重要な要件です。
両方のシステムをそれぞれの長所と短所に関して比較します。
ロボットの機能は、気密性、重力の影響、平均追跡誤差 3 度未満の位置制御、鋳造および印刷ベローズの長期動作に関する実験で実証されています。
再生に必要なすべてのソフトウェアおよびハードウェア ファイルが提供されます。

要約(オリジナル)

Soft-robot designs are manifold, but only a few are publicly available. Often, these are only briefly described in their publications. This complicates reproduction, and hinders the reproducibility and comparability of research results. If the designs were uniform and open source, validating researched methods on real benchmark systems would be possible. To address this, we present two variants of a soft pneumatic robot with antagonistic bellows as open source. Starting from a semi-modular design with multiple cables and tubes routed through the robot body, the transition to a fully modular robot with integrated microvalves and serial communication is highlighted. Modularity in terms of stackability, actuation, and communication is achieved, which is the crucial requirement for building soft robots with many degrees of freedom and high dexterity for real-world tasks. Both systems are compared regarding their respective advantages and disadvantages. The robots’ functionality is demonstrated in experiments on airtightness, gravitational influence, position control with mean tracking errors of <3 deg, and long-term operation of cast and printed bellows. All soft- and hardware files required for reproduction are provided.

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