PANDORA: The Open-Source, Structurally Elastic Humanoid Robot

要約

この作品では、構造要素の大部分が 3D プリントされた準拠素材を使用して製造されている、新しいオープンソースの人型ロボット PANDORA が紹介されています。
アクチュエータ機構に弾性要素を組み込む現代のアプローチとは対照的に、PANDORA は荷重下で柔軟になるように、つまり構造的に弾性があるように設計されています。
この設計アプローチにより、状態推定、関節および全身の制御における制御上の課題が生じながら、製造コストと製造時間、設計の複雑さ、および組み立て時間が削減されます。
この作品では、積層造形の利点と欠点、センサーの使用法と配置、デバイス間のネットワークに関する詳細を含む、機械および電気サブシステムに関する詳細な説明を特徴としています。
さらに、構造弾性コンポーネントの設計と、それらが推定と制御の観点から全体的なパフォーマンスに及ぼす影響についても説明します。
最後に、ロボットが外乱やステッピング動作の存在下で堅牢なバランス目標を達成することを実証する結果が提示されます。

要約(オリジナル)

In this work, the novel, open-source humanoid robot, PANDORA, is presented where a majority of the structural elements are manufactured using 3D-printed compliant materials. As opposed to contemporary approaches that incorporate the elastic element into the actuator mechanisms, PANDORA is designed to be compliant under load, or in other words, structurally elastic. This design approach lowers manufacturing cost and time, design complexity, and assembly time while introducing controls challenges in state estimation, joint and whole-body control. This work features an in-depth description on the mechanical and electrical subsystems including details regarding additive manufacturing benefits and drawbacks, usage and placement of sensors, and networking between devices. In addition, the design of structural elastic components and their effects on overall performance from an estimation and control perspective are discussed. Finally, results are presented which demonstrate the robot completing a robust balancing objective in the presence of disturbances and stepping behaviors.

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