Core Concepts
流体の循環特性を活用することで、複雑な制御機能をロボットの構造に直接組み込むことができる。これにより、単一部品で製造可能な、頑強で統合された制御システムを持つソフトロボットを実現できる。
Abstract
本論文では、流体の循環特性を利用したソフトロボット「FlowBots」の概念を紹介する。FlowBotsは、流体の循環特性を活用することで、複雑な制御機能をロボットの構造に直接組み込むことができる。
まず、単一の双方向アクチュエータを紹介する。粘性損失による圧力非対称性を利用することで、外部の制御なしに双方向の動作を実現できる。
次に、2つの双方向アクチュエータを組み合わせたグリッパを紹介する。流体の直列/並列接続を切り替えることで、わずか3つの制御入力で完全に独立した制御が可能となる。
最後に、上記の制御アーキテクチャを応用した4脚ロボットを紹介する。この4脚ロボットは、単一の3D印刷部品で製造可能であり、可動部がない頑強な構造を持つ。
これらの例から、流体循環特性を活用することで、複雑な動作を単一の部品で実現できることが示された。この設計アプローチにより、ロボットの高速プロトタイピング、堅牢性の向上、環境への影響の低減などが期待できる。
Stats
空気を作動流体として使用した場合の流量:
1.25 bar: 0.5 L/min
1.5 bar: 0.6 L/min
1.75 bar: 0.7 L/min
2.0 bar: 0.8 L/min
2.25 bar: 0.9 L/min
2.5 bar: 1.0 L/min
水を作動流体として使用した場合の流量:
1.25 bar: 0.2 L/min
1.5 bar: 0.25 L/min
1.75 bar: 0.3 L/min
2.0 bar: 0.35 L/min
2.25 bar: 0.4 L/min
2.5 bar: 0.45 L/min