要約
人体の筋肉は、ミオシン フィラメントとアクチン フィラメントで構成される小さなアクチュエーターで構成されています。
接触力や環境からの変形を受けて、曲面や平坦などのさまざまな形状に力を及ぼすことができます。
一方で、これまで筋骨格系ロボットの筋肉は、そのような形状や環境で力を生み出すことが困難でした。
この問題に対処するために、私たちは筋骨格ロボット用の人工筋肉であるパターン構造筋 (PSM) を提案します。
PSM は、異方性特性を持つパターン構造、ワイヤー駆動機構を利用しており、FDM 3D プリンティングを使用した柔軟な素材の熱可塑性ポリウレタン (TPU) で作られています。
この方法により、単純な 1 自由度 (DOF) の筋肉、多自由度の広範囲の筋肉、関節を覆う筋肉、分岐した筋肉など、さまざまな形状の筋肉を作成できます。
私たちは、これらの筋肉を使用して、重い物体を持ち上げたり、環境接触による動作など、幅広い動作を発揮する上腕構造を作成しました。
これらの実験は、提案された PSM がさまざまな形状および環境で動作可能であり、筋骨格ロボットの筋肉に適していることを示しています。
要約(オリジナル)
Muscles of the human body are composed of tiny actuators made up of myosin and actin filaments. They can exert force in various shapes such as curved or flat, under contact forces and deformations from the environment. On the other hand, muscles in musculoskeletal robots so far have faced challenges in generating force in such shapes and environments. To address this issue, we propose Patterned Structure Muscle (PSM), artificial muscles for musculoskeletal robots. PSM utilizes patterned structures with anisotropic characteristics, wire-driven mechanisms, and is made of flexible material Thermoplastic Polyurethane (TPU) using FDM 3D printing. This method enables the creation of various shapes of muscles, such as simple 1 degree-of-freedom (DOF) muscles, Multi-DOF wide area muscles, joint-covering muscles, and branched muscles. We created an upper arm structure using these muscles to demonstrate wide range of motion, lifting heavy objects, and movements through environmental contact. These experiments show that the proposed PSM is capable of operating in various shapes and environments, and is suitable for the muscles of musculoskeletal robots.
arxiv情報
| 著者 | Shunnosuke Yoshimura,Akihiro Miki,Kazuhiro Miyama,Yuta Sahara,Kento Kawaharazuka,Kei Okada,Masayuki Inaba |
| 発行日 | 2024-10-10 07:45:45+00:00 |
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