FilMBot: A High-Speed Soft Parallel Robotic Micromanipulator

要約

ソフト ロボット マニピュレータは、適応性、復元力、コンプライアンスが優れているにもかかわらず、一般的に動作が遅いです。
この制限は、現在のソフトロボットマイクロマニピュレーターにも当てはまります。
ここでは、$\alpha$ および $\beta$ で最大 2117 $\deg$/s および 2456 $\deg$/s の速度を達成する、3-DOF フィルムベースの電磁駆動のソフトキネマティック ロボット マイクロマニピュレーターである FilMBot を紹介します。
角運動。対応する線速度は 4 cm の針エンドエフェクタを使用して 1.61 m/s と 1.92 m/s、Z 軸に沿って 1.57 m/s です。
ロボットは、経路追跡タスクで最大 1.50 m/s に達し、最大 30 Hz の周波数で動作し、最大 50 Hz まで機能を維持します。
小さなパス追跡タスクで高い精度 (~6.3 $\mu$m、またはワークスペースの ~0.05%) を実証します。
FilMBot の低剛性ソフトキネマティックフィルム構造と強力な電磁作動の斬新な組み合わせにより、ソフトロボット工学に新たな道が開かれます。
さらに、その単純な構造と安価で容易に入手できるコンポーネントにより、マイクロマニピュレーターの用途が現在の学術ユーザーや専門ユーザーを超えて広がる可能性があります。

要約(オリジナル)

Soft robotic manipulators are generally slow despite their great adaptability, resilience, and compliance. This limitation also extends to current soft robotic micromanipulators. Here, we introduce FilMBot, a 3-DOF film-based, electromagnetically actuated, soft kinematic robotic micromanipulator achieving speeds up to 2117 $\deg$/s and 2456 $\deg$/s in $\alpha$ and $\beta$ angular motions, with corresponding linear velocities of 1.61 m/s and 1.92 m/s using a 4-cm needle end-effector, and 1.57 m/s along the Z axis. The robot can reach ~1.50 m/s in path-following tasks, operates at frequencies up to 30 Hz, and remains functional up to 50 Hz. It demonstrates high precision (~6.3 $\mu$m, or ~0.05% of its workspace) in small path-following tasks. The novel combination of the low-stiffness soft kinematic film structure and strong electromagnetic actuation in FilMBot opens new avenues for soft robotics. Furthermore, its simple construction and inexpensive, readily accessible components could broaden the application of micromanipulators beyond current academic and professional users.

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