软流体片型晶体管用于软体机器人系统实现流体逻辑运算
机器人学
2025-12-01 v1
摘要
为实现软体机器人系统的高功能性与柔软性，本文提出了一种具有放大器的软聚氯乙烯片状阀门，可仅通过气压信号执行逻辑运算。当控制腔体加压时，主通路沿其中心轴压缩、皱折并被压紧，导致阻塞。这种设计允许使用小于主通道内压力的控制信号进行控制。类似于电路中的晶体管，当组合多个阀门后，可执行各种逻辑运算。该基本类型可作为 NOT 逻辑元件工作，命名为流体片晶体管 (FST)。通过集成多个 FST，可在单片上实现正逻辑、NAND 和 NOR 等运算。本文描述了 FST 的工作原理、制造方法及特性，随后介绍了逻辑运算的配置方法。此外，我们构建了一种使用 FST 的锁存电路（自保持逻辑电路），并提出了结合触觉管作为流体检测器和流体执行器的软体机器人系统原型。这一原型演示了仅使用单根管道的气压即可实现遇到障碍物时主动改变姿态的行为，验证了所提出方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2511.22318,
title = {Soft Fluidic Sheet Transistor for Soft Robotic System Enabling Fluid Logic Operations},
author = {Yuki Origane and Koya Cho and Hideyuki Tsukagoshi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.22318},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 16 figures