一种实现多功能软体机器人的高频、交互诱导气动振荡器
机器人学
2025-10-14 v2
摘要
软体机器人虽能通过多种驱动方法高度适应多样环境，但仍因材料固有特性面临显著性能边界。这些限制表现为难以同时保证快速响应和大幅度运动，最终限制了机器人的绝对速度和整体效率。本文提出一种高频气动振荡器（HIPO）以克服这些挑战。通过碰撞诱导相位重置机制，HIPO利用基于事件的非线性触发气动执行器的自振荡，从而正向利用材料的内在特性。这使系统能自发产生周期性控制信号并直接产生运动响应，无需引入外部驱动组件。通过高效快速地将气流内能转化为机器人动能，HIPO实现了高达20 Hz的频率。此外，我们通过仿生机器人展示了HIPO的多功能性和高性能：一种昆虫状快速爬行器（速度高达50.27 cm/s）、一种高频蝴蝶状扇翼器和一种灵活的鸭状游泳器。通过消除外部组件并无缝融合信号生成、能量转换和运动输出，HIPO释放了快速高效的运动潜能，为高性能软体机器人开辟了新可能。
引用
@article{arxiv.2411.07588,
title = {A High-frequency, Interaction-induced Pneumatic Oscillator Enabling Versatile Soft Robotics},
author = {Longchuan Li and Shuqian He and Qiukai Qi and Ye Cui and Cong Yan and Kaige Jiang and Shuai Kang and Isao T. Tokuda and Zhongkui Wang and Shugen Ma and Huaping Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.07588},
year = {2025}
}