A Soft Robotic Module with Pneumatic Actuation and Enhanced Controllability Using a Shape Memory Alloy Wire

要約

このホワイトペーパーでは、圧縮された空気作動式ソフトロボットモジュールが開発され、形状メモリ合金（SMA）ワイヤがその構造に組み込まれ、より高い精度で目的の曲げ角を実現しました。
第一に、ポリプロピレンで作られたひずみ制限層を備えた繊維強化曲げモジュールを製造しました。
次に、SMAワイヤをシリコンマトリックスに配置しました。これは、新しいひずみ制限層として使用されました。
単純な閉ループ制御アルゴリズムを使用して、ワークスペース内のソフトロボットの曲げ角を調整しました。
垂直面の角度変化を測定するためにカメラを使用しました。
0〜65度の範囲のさまざまな角度がカバーされ、モジュールと曲げ角制御アルゴリズムの性能を評価しました。
実験テストは、SMAワイヤを使用すると、垂直面での曲げのより正確な制御が得られることを示しています。
さらに、作業圧力が少ないほど曲がることができます。
エラー範囲は平均5度から2度に減少し、立ち上がり時間は平均19秒から3秒に短縮されました。

要約(オリジナル)

In this paper, a compressed air-actuated soft robotic module was developed by incorporating a shape memory alloy (SMA) wire into its structure to achieve the desired bending angle with greater precision. First, a fiber-reinforced bending module with a strain-limiting layer made of polypropylene was fabricated. The SMA wire was then placed in a silicon matrix, which was used as a new strain-limiting layer. A simple closed-loop control algorithm was used to regulate the bending angle of the soft robot within its workspace. A camera was utilized to measure the angular changes in the vertical plane. Different angles, ranging from 0 to 65 degrees, were covered to evaluate the performance of the module and the bending angle control algorithm. The experimental tests demonstrate that using the SMA wire results in more precise control of bending in the vertical plane. In addition, it is possible to bend more with less working pressure. The error range was reduced from an average of 5 degrees to 2 degrees, and the rise time was reduced from an average of 19 seconds to 3 seconds.

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