Stochastic Approach for Modeling a Soft Robotic Finger with Creep Behavior

要約

ソフトロボットは、その柔らかさからくる高い適応性と安全性を備えており、人間社会での活用が注目されています。
しかし、ソフトロボットを人間の代替労働者として考えた場合、その制御性だけでは器用な動作を行うには不十分である。
器用な動作を実現するにはモデルベース制御が有効です。
制御に適したモデルを構築しようとすると、クリープ挙動や動きのばらつきなどの特性に基づく問題が発生します。
この論文では、柔らかい指の粘弾性ジョイントを備えた集中パラメータ化モデルがクリープ挙動に対して確立されます。
パラメータは分布として表現されるため、動きのばらつきを考慮することができます。
さらに、パラメータの分布に基づいて確率分析が実行されます。
これらは実験結果と比較して高い適応性を示し、ロボットの変動性に対するパラメータの影響を調査することも可能になります。

要約(オリジナル)

Soft robots have high adaptability and safeness which are derived from their softness, and therefore it is paid attention to use them in human society. However, the controllability of soft robots is not enough to perform dexterous behaviors when considering soft robots as alternative laborers for humans. The model-based control is effective to achieve dexterous behaviors. When considering building a model which is suitable for control, there are problems based on their special properties such as the creep behavior or the variability of motion. In this paper, the lumped parameterized model with viscoelastic joints for a soft finger is established for the creep behavior. Parameters are expressed as distributions, which makes it possible to take into account the variability of motion. Furthermore, stochastic analyses are performed based on the parameters’ distribution. They show high adaptivity compared with experimental results and also enable the investigation of the effects of parameters for robots’ variability.

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