按需抓握,按需滑行: 机器人 locomotion 的超声波润滑
机器人学
2026-03-31 v2 应用物理
摘要
摩擦是陆地 locomotion的 essential 调节器,而在机器人系统中几乎总是被视为由表面材料和条件固定的被动属性。本文引入超声波润滑作为主动控制机器人 locomotion摩擦力的方法。通过激发超声频率下的共振结构,接触界面可在"抓取"和"滑移"状态之间动态切换,从而实现 locomotion。我们开发了两个摩擦控制模块,一种用于类似腔内环境的圆柱形设计,另一种用于外部表面的平板设计,并将其集成到以虫蛾和蜂蛰丝 locomotion为模型的生物仿生系统中。两种系统均实现了双向 locomotion,几乎完美的 locomotion效率超过90%。摩擦表征实验进一步显示,在干燥和湿润条件下,以及在粗糙程度不同的表面上,包括刚性、软性、颗粒和生物组织界面,超声波润滑显著降低了摩擦力,证明了其在 locomotion任务中的广泛适用性。这些发现确立了超声波润滑作为机器人 locomotion主动摩擦控制机制的可行性,有望降低机器人 locomotion系统的设计复杂度并提升其效率。
关键词
引用
@article{arxiv.2602.15608,
title = {Grip as Needed, Glide on Demand: Ultrasonic Lubrication for Robotic Locomotion},
author = {Mostafa A. Atalla and Daan van Bemmel and Jack Cummings and Paul Breedveld and Michaël Wiertlewski and Aimée Sakes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.15608},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in the 2026 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) in Vienna