Vlimb: A Wire-Driven Wearable Robot for Bodily Extension, Balancing Powerfulness and Reachability

要約

身体支援やエンターテイメントの需要を満たすために、数多くのウェアラブル ロボットが開発されています。
これらのウェアラブルロボットには、人間の腕や脚を補助する身体拡張タイプから、腕を追加した身体拡張タイプまでさまざまです。
この研究は、身体の拡張を目的とした後者のカテゴリーのウェアラブルロボットに特に焦点を当てています。
ただし、人間の手足と同等の強力さと到達可能性のレベルにはまだ達しておらず、その用途は娯楽や軽量物体を含む操作タスクに限られています。
そこで本研究では、人間を持ち上げるほどの力を持ち、マニピュレーションが可能な身体拡張型ウェアラブルロボット「Vlimb」を開発する。
腱駆動機構の利点を活用して、Vlimb には、繊細な操作と堅牢な持ち上げ作業の両方に対応できるワイヤールーティング機構が組み込まれています。
さらに、腱駆動機構に固有の到達可能性の制限を克服するために受動的なリング構造を導入することにより、Vlimb は人間に匹敵する強力さと到達可能性の両方を実現します。
本稿では、Vlimb の設計手法の概要を説明し、事前操作と持ち上げタスクを実行し、その有効性を検証します。

要約(オリジナル)

Numerous wearable robots have been developed to meet the demands of physical assistance and entertainment. These wearable robots range from body-enhancing types that assist human arms and legs to body-extending types that have extra arms. This study focuses specifically on wearable robots of the latter category, aimed at bodily extension. However, they have not yet achieved the level of powerfulness and reachability equivalent to that of human limbs, limiting their application to entertainment and manipulation tasks involving lightweight objects. Therefore, in this study, we develop an body-extending wearable robot, Vlimb, which has enough powerfulness to lift a human and can perform manipulation. Leveraging the advantages of tendon-driven mechanisms, Vlimb incorporates a wire routing mechanism capable of accommodating both delicate manipulations and robust lifting tasks. Moreover, by introducing a passive ring structure to overcome the limited reachability inherent in tendon-driven mechanisms, Vlimb achieves both the powerfulness and reachability comparable to that of humans. This paper outlines the design methodology of Vlimb, conducts preliminary manipulation and lifting tasks, and verifies its effectiveness.

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