Proprioceptive Origami Manipulator

要約

折り紙は、折り畳みのジオメトリを活用することにより、形成可能な構造とソフトロボットを設計するための多目的なフレームワークを提供します。
管状折り紙構造は、柔軟性と強度のバランスをとる連続操作剤として機能します。
ただし、このようなマニピュレーターの正確な制御には、複雑で乱雑な環境でのアプリケーションを制限する視覚ベースのシステムに依存する必要があります。
ここでは、柔軟性を損なうことなく、固有受容腱駆動型の折り紙マニピュレーターを提案します。
導電性スレッドを作動する腱として使用して、固有受容センシング能力でそれらを多重化します。
腱の活性長の変化は、単純な回路で測定できる有効抵抗に反映されます。
耐性の変化は、腱の長さに対する変化を相関させました。
この情報をフォワードキネマティックモデルに入力して、マニピュレーターの構成とエンドエフェクターの位置を再構築します。
このプラットフォームは、固有の柔軟性を維持しながら、連続折り紙マニピュレーターの閉ループ制御の基礎を提供します。

要約(オリジナル)

Origami offers a versatile framework for designing morphable structures and soft robots by exploiting the geometry of folds. Tubular origami structures can act as continuum manipulators that balance flexibility and strength. However, precise control of such manipulators often requires reliance on vision-based systems that limit their application in complex and cluttered environments. Here, we propose a proprioceptive tendon-driven origami manipulator without compromising its flexibility. Using conductive threads as actuating tendons, we multiplex them with proprioceptive sensing capabilities. The change in the active length of the tendons is reflected in their effective resistance, which can be measured with a simple circuit. We correlated the change in the resistance to the lengths of the tendons. We input this information into a forward kinematic model to reconstruct the manipulator configuration and end-effector position. This platform provides a foundation for the closed-loop control of continuum origami manipulators while preserving their inherent flexibility.

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