CarbonFish — A Bistable Underactuated Compliant Fish Robot capable of High Frequency Undulation

要約

ヘア クリップ メカニズム HCM は、これまでの研究で説明したように、ソフト ロボット工学の優れた機能を強化するために考案された、革新的な面内プレストレス双安定メカニズムを表しています。
従来のソフトで従順なロボット システムと並べると、HCM は顕著な剛性、可動性の向上、再現可能な再現性、および効果的な設計および製造パラダイムを示します。
この研究では、炭素繊維強化プラスチック CFRP を HCM ベースの魚ロボット (以下、CarbonFish と呼ぶ) の基礎材料として利用する可能性を調査します。
私たちの目標は、高周波の波状運動を実現することに重点を置き、それによって後続のモデルで水中移動を加速するための基礎を築きます。
当社は、数学的原理に裏付けられた徹底的な設計および製造スキームを提供します。
当社の単一作動 CarbonFish の予備評価では、10 Hz に近い波動周波数が証明されており、生物学的にインスピレーションを得た他の水生生物や本物の魚を上回る可能性があることが示唆されています。

要約(オリジナル)

The Hair Clip Mechanism HCM represents an innovative in plane prestressed bistable mechanism, as delineated in our preceding studies, devised to augment the functional prowess of soft robotics. When juxtaposed with conventional soft and compliant robotic systems, HCMs exhibit pronounced rigidity, augmented mobility, reproducible repeatability, and an effective design and fabrication paradigm. In this research, we investigate the feasibility of utilizing carbon fiber reinforced plastic CFRP as the foundational material for an HCM based fish robot, herein referred to as CarbonFish. Our objective centers on realizing high frequency undulatory motion, thereby laying the groundwork for accelerated aquatic locomotion in subsequent models. We proffer an exhaustive design and fabrication schema underpinned by mathematical principles. Preliminary evaluations of our single actuated CarbonFish have evidenced an undulation frequency approaching 10 Hz, suggesting its potential to outperform other biologically inspired aquatic entities as well as real fish.

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