要約
空間を満たす多様な形状の構成要素は、原子からハニカムに至るまで、あらゆるレベルの組織において自然界に浸透しており、分子容器から粘土レンガに至るまで、人工システムにおいて有用であることが証明されている。しかし、数学では空間を満たす多面体が多種多様に知られているにもかかわらず、ロボット工学では立方体しか研究されていない。そこでここでは、立方体以外の空間を満たす形状、ひし形12面体をロボット化する。この形状は、1つのセルが他のセルのエッジに対して回転する動きを非常に単純化し、各セルが通信し、保持できる隣人の数を増やすことができるため、立方体に代わる魅力的な選択肢を提供する。これらや他の空間充填マシンの課題と可能性をよりよく理解するために、我々は48個の菱形12面体セルを製造し、それらを使って様々な上部構造を構築した。我々が作ったいくつかの構造体の運動能力について報告し、我々がテストした様々な設計の短所／短所について議論する。また、放射状に対称な面を持つあらゆる多面体に対して一般化できる、ジェンダーレスなセルの受動的ドッキングの戦略も紹介する。将来的には、セルが互いに自由に転がったり回転したりできるようにすることで、セルが持つユニークな形状の可能性を最大限に発揮できるようにする予定である。
要約(オリジナル)
Space-filling building blocks of diverse shape permeate nature at all levels of organization, from atoms to honeycombs, and have proven useful in artificial systems, from molecular containers to clay bricks. But, despite the wide variety of space-filling polyhedra known to mathematics, only the cube has been explored in robotics. Thus, here we roboticize a non-cubic space-filling shape: the rhombic dodecahedron. This geometry offers an appealing alternative to cubes as it greatly simplifies rotational motion of one cell about the edge of another, and increases the number of neighbors each cell can communicate with and hold on to. To better understand the challenges and opportunities of these and other space-filling machines, we manufactured 48 rhombic dodecahedral cells and used them to build various superstructures. We report locomotive ability of some of the structures we built, and discuss the dis/advantages of the different designs we tested. We also introduce a strategy for genderless passive docking of cells that generalizes to any polyhedra with radially symmetrical faces. Future work will allow the cells to freely roll/rotate about one another so that they may realize the full potential of their unique shape.
arxiv情報
| 著者 | Tyler Hummer,Sam Kriegman |
| 発行日 | 2024-03-02 22:01:14+00:00 |
| arxivサイト | arxiv_id(pdf) |