Hydraulic Volumetric Soft Everting Vine Robot Steering Mechanism for Underwater Exploration

要約

地球の大部分が水で覆われているにもかかわらず、その下にあるものの探査は、その過程に固有の課題と困難のために限られてきました。
遠隔操作車両 (ROV) や自律型潜水機 (AUV) などの現在の最先端ロボットは、かさばって硬く、環境に適応できません。
ソフトロボティクスはこの問題の解決策を提供します。
特に、流体作動の外転ロボットや成長ロボットがその良い例です。
現在の外転ロボットは陸上で多くの用途に使用されていますが、その固有の特性により水中環境に特に適しています。
水中反転ロボットを検討する際の重要な要素は、必要に応じてロボットの方向を変えることができる適切なステアリング機構の確立です。
このプロジェクトは、陸上の外転ロボットに関する文献で一般的に見られる設計である、屈曲ポーチを使用して水中で操縦できる外転ロボットの設計を提案します。
これらの屈曲ポーチは収縮して方向転換を可能にします。
陸上のロボットと同様に、水中反転ロボットは、動作する媒体内で同じ流体を使用して伸長と屈曲を実現するだけでなく、中性浮力を補助します。
ポーチを曲げるという作動方法では、ステアリングを可能にする前にロボットを完全に伸ばす必要がありました。
同じ設計と寸法を持つ 3 台のロボットがポリエチレン チューブから構築され、テストされました。
私たちの調査によると、この論文のソフト外転ロボット設計は、膨張量に対して同じ量の曲げを一貫して生成することはできませんでしたが、それでも一定範囲の膨張量で適切な曲げを達成し、最大角度まで曲がることが観察されました。
2000 ml で 68 度。これは、文献で陸上設置​​型外反ロボットについて報告されている曲げ角度と一致しています。

要約(オリジナル)

Despite a significant proportion of the Earth being covered in water, exploration of what lies below has been limited due to the challenges and difficulties inherent in the process. Current state of the art robots such as Remotely Operated Vehicles (ROVs) and Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) are bulky, rigid and unable to conform to their environment. Soft robotics offers solutions to this issue. Fluid-actuated eversion or growing robots, in particular, are a good example. While current eversion robots have found many applications on land, their inherent properties make them particularly well suited to underwater environments. An important factor when considering underwater eversion robots is the establishment of a suitable steering mechanism that can enable the robot to change direction as required. This project proposes a design for an eversion robot that is capable of steering while underwater, through the use of bending pouches, a design commonly seen in the literature on land-based eversion robots. These bending pouches contract to enable directional change. Similar to their land-based counterparts, the underwater eversion robot uses the same fluid in the medium it operates in to achieve extension and bending but also to additionally aid in neutral buoyancy. The actuation method of bending pouches meant that robots needed to fully extend before steering was possible. Three robots, with the same design and dimensions were constructed from polyethylene tubes and tested. Our research shows that although the soft eversion robot design in this paper was not capable of consistently generating the same amounts of bending for the inflation volume, it still achieved suitable bending at a range of inflation volumes and was observed to bend to a maximum angle of 68 degrees at 2000 ml, which is in line with the bending angles reported for land-based eversion robots in the literature.

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