A Survey on Path Planning Problem of Rolling Contacts: Approaches, Applications and Future Challenges

要約

この論文では、転がり面用に設計されたさまざまな経路計画手法を検討します。
私たちは、運動計画のレンズを通して調査される転がり接触システムの運動学的複雑さに焦点を当てています。
単一接触回転面へのアプローチを要約するだけでなく、スピンローリング多接触システムの困難な領域を探求します。
私たちの研究は、接触している複数の回転物体に関する高次元の問題の解決策を提案しています。
運動学を超えたこれらの方法論は、回転ロボット、再構成可能な群ロボット工学、マイクロ/ナノ操作、および掴みにくい操作など、さまざまな領域にわたって応用可能です。
確立された計画戦略を注意深く検討することにより、複雑な器用な操作タスクから回転ロボットの機敏な操縦、さらには複数接触する粒子の群れの形状計画に至るまで、さまざまな現実世界のシナリオにおけるその実践的な実装を明らかにします。
この研究では、経路計画と機構設計の両方に複雑に関連したロボット工学の永続的な課題と未踏の領域を紹介します。
既存のソリューションを明らかにすると同時に、転がり接触の問題に対処することの重要性を強調することで、このダイナミックで急速に進化する分野における将来のブレークスルーの準備も整えます。

要約(オリジナル)

This paper explores an eclectic range of path-planning methodologies engineered for rolling surfaces. Our focus is on the kinematic intricacies of rolling contact systems, which are investigated through a motion planning lens. Beyond summarizing the approaches to single-contact rotational surfaces, we explore the challenging domain of spin-rolling multi-contact systems. Our work proposes solutions for the higher-dimensional problem of multiple rotating objects in contact. Venturing beyond kinematics, these methodologies find application across a spectrum of domains, including rolling robots, reconfigurable swarm robotics, micro/nano manipulation, and nonprehensile manipulations. Through meticulously examining established planning strategies, we unveil their practical implementations in various real-world scenarios, from intricate dexterous manipulation tasks to the nimble manoeuvring of rolling robots and even shape planning of multi-contact swarms of particles. This study introduces the persistent challenges and unexplored frontiers of robotics, intricately linked to both path planning and mechanism design. As we illuminate existing solutions, we also set the stage for future breakthroughs in this dynamic and rapidly evolving field by highlighting the critical importance of addressing rolling contact problems.

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