用于患者转移的软体生长机器人结构横截面形状的机械编程
机器人学
2025-12-30 v3
摘要
气动软体外翻机器人结构有潜力促进人体转移任务，因为它们能够在人体下方生长而无滑动摩擦，并且在放气时可作为柔性吊具使用。管状结构在充气时自然产生圆形横截面，而机器人吊具必须足够薄以在人体与支撑面之间生长，同时又足够宽以承托人体。最近的研究通过在结构中引入刚性组件实现了扁平横截面，但这降低了对人体的贴合性。我们提出了一种使用柔性条带对软体外翻机器人结构的横截面进行机械编程的方法，这些条带限制了外膜上各点之间的径向膨胀。我们的方法能够同时实现宽且薄的轮廓，同时保持传统吊具的全多轴柔性。我们开发并验证了一个将几何设计规范与制造参数联系起来的模型，并通过实验表征了它们对生长速率的影响。最后，我们制作了一个软体生长机器人吊具系统原型，并演示了其用于辅助单个护理人员进行床到椅的患者转移。
引用
@article{arxiv.2505.11593,
title = {Mechanically Programming the Cross-Sectional Shape of Soft Growing Robotic Structures for Patient Transfer},
author = {O. Godson Osele and Kentaro Barhydt and Teagan Sullivan and H. Harry Asada and Allison M. Okamura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.11593},
year = {2025}
}