Soft Air Pocket Force Sensors for Large Scale Flexible Robots

要約

柔軟なロボットは、環境に物理的に適合し、さまざまな形状を形成できるという点で、剛体ロボットに比べて利点があります。
柔軟なロボットによって、または柔軟なロボットに加えられる力を感知することは、ナビゲーションと操作の両方のタスクに役立ちますが、センサーが機能を妨げることなくロボットの形状変化に耐える必要があるため、これは困難です。
また、胴体が長いまたは大きいロボットの場合、ロボット本体の表面積全体をカバーするために必要なセンサーの数は、コストと複雑さのせいで法外な数になる可能性があります。
我々は、柔軟性が高く、軽量で、比較的安価で、さまざまなサイズに簡単に拡張できる、新しいソフト エア ポケット フォース センサーを紹介します。
当社のセンサーは、加えられた力に対して直線的な内部圧力の変化を生成します。
制御不可能な要素（接触位置と接触面積）と制御可能な要素（初期内部圧力、厚さ、サイズ、内部シールの数）が感度にどのように影響するかを実験的に検証した結果を示します。
私たちは、つるロボット (外反によって先端から「成長」する柔らかい膨張可能なロボット) に適用されたセンサーを実証し、ロボットが正常に成長し、接触を感知した物体に向かって操縦できることを示します。

要約(オリジナル)

Flexible robots have advantages over rigid robots in their ability to conform physically to their environment and to form a wide variety of shapes. Sensing the force applied by or to flexible robots is useful for both navigation and manipulation tasks, but it is challenging due to the need for the sensors to withstand the robots’ shape change without encumbering their functionality. Also, for robots with long or large bodies, the number of sensors required to cover the entire surface area of the robot body can be prohibitive due to high cost and complexity. We present a novel soft air pocket force sensor that is highly flexible, lightweight, relatively inexpensive, and easily scalable to various sizes. Our sensor produces a change in internal pressure that is linear with the applied force. We present results of experimental testing of how uncontrollable factors (contact location and contact area) and controllable factors (initial internal pressure, thickness, size, and number of interior seals) affect the sensitivity. We demonstrate our sensor applied to a vine robot-a soft inflatable robot that ‘grows’ from the tip via eversion-and we show that the robot can successfully grow and steer towards an object with which it senses contact.

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