具有可生长离散关节的充气梁软体机器人的任务导向设计优化与制造
机器人学
2021-09-23 v2
摘要
具备生长能力、刚度控制与离散关节的软体机器人串行链机械臂，有望接近传统机械臂的灵巧性，同时提升安全性、降低成本并扩大工作空间，适用于家庭环境等潜在场景。本文提出一种针对此类机器人的设计优化方法，使其在到达指定目标的同时最小化离散关节数量，从而降低制造与驱动成本。我们定义了最大允许关节数，以及由软体生长机器人可用材料与驱动方式带来的硬件约束，并构建并求解一个优化问题，输出平面机器人设计，即潜在关节总数及其沿机器人机体的位置，该设计能到达所有期望目标、避开已知障碍并最大化工作空间。我们展示了快速构建所得软体生长机器人设计的流程。最后，我们利用算法评估该设计到达新目标的能力，并展示该算法作为一种设计工具在给定各类约束与目标下探索机器人性能方面的效用。
引用
@article{arxiv.2103.04942,
title = {Task-Specific Design Optimization and Fabrication for Inflated-Beam Soft Robots with Growable Discrete Joints},
author = {Ioannis Exarchos and Karen Wang and Brian H. Do and Fabio Stroppa and Margaret M. Coad and Allison M. Okamura and C. Karen Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.04942},
year = {2021}
}