仿生多材料软体机械手的一体化设计、制造与控制
摘要：生物启发的软体机器人手是模仿人类的机器引发科学家们数百年来的灵感。它们具有内在的材料适应性和连续性运动能力，可以处理不确定性并适应非结构化环境。最近的研究取得了在功能设计、建模、制造和控制软体机器人方面的重要成果。然而，实现真实生物的运动仍然具有挑战性，通常基于从设计到制造的试错考虑，耗费时间和资源。本研究提出了一个软体机器人手，由软体致动器核心和外骨骼组成，通过有限元分析辅助进行多材料设计，定义手的几何形状并促进手指的弯曲性能。致动器使用模具制造，外骨骼一步完成3D打印。一种开关控制器可以使设置的手指内部压力与特定弯曲角度相关，即使存在泄漏也能保持。有限元分析的数值结果经过实验验证，手的抓取对象的能力也得到验证，可以处理不同形状、重量和大小的物体。这种综合解决方案将使软体机器人手更加易于获取，成本降低，避免了耗时的设计-制造试错过程。
作者：Samuel Alves, Mihail Babcinschi, Afonso Silva, Diogo Neto, Diogo Fonseca, Pedro Neto
论文ID：2308.04516
分类：Robotics
分类简称：cs.RO
提交时间：2023-08-10