器用な操作のための調整可能なジャミングを備えた剛性調整可能なソフトアクチュエータ

科学分野:

• ロボット工学
• 材料科学
• 機械工学

背景:

• ソフトロボットアクチュエータは、高度な操作のために適応可能な剛性と制御可能な曲げを必要とします。
• 既存のソフトフィンガーは、物理的特性を動的に調整する能力を欠いていることがよくあります。
• ハイブリッドジャミング技術は、アクチュエータのパフォーマンス向上に可能性を提供します。

研究 の 目的:

• 新しいソフトロボット指、Jamming Adjustable PneuNet Actuator (JAPA)を導入すること。
• JAPAの同時剛性変調と調整可能な曲げの能力を実証すること。
• 力制御、器用さ、およびオブジェクト操作におけるJAPAのパフォーマンスを評価すること。

主な方法:

• レイヤージャミングとグラニュラー（粒状）ジャミングを組み合わせた柔軟なハイブリッドジャミングアプローチを使用してJAPAを開発しました。
• 磁気的に配置されたスライド機構を統合して、レイヤージャミング長を調整し、動的な曲げプロファイル再形成を実現しました。
• 分散型グラニュラージャミングを組み込んで、適応型剛性補強を行いました。

主要な成果:

• JAPAは最大3.55倍の剛性向上を達成しました。
• 200%を超えるワークスペースの拡大と300%を超える多方向力変調の改善を実証しました。
• JAPAグリッパーでコンピュータカーソルを操作し、さまざまなオブジェクトを操作することに成功しました。

結論:

• JAPAは、多方向力制御と器用さにおいて大幅な進歩を提供します。
• この設計により、壊れやすいオブジェクトや不規則な形状のオブジェクトを安全に処理できます。
• JAPAは、支援ロボット工学、適応型把持、および人間とのインタラクションデバイスに有望です。