Kiri-Spoon: A Soft Shape-Changing Utensil for Robot-Assisted Feeding

Belangrijkste concepten

Kiri-Spoon is a novel utensil designed for robot-assisted feeding, combining traditional utensil shapes with soft gripper functionalities to enhance food handling and transfer.

Samenvatting

I. Introduction

• Assistive robot arms aim to aid disabled or elderly adults in feeding tasks.
• Existing utensils pose challenges for robot control in feeding scenarios.
• Kiri-Spoon is introduced as a novel utensil for robot-assisted feeding, combining traditional shapes with soft gripper capabilities.

II. Related Work

• Research focuses on improving robot control of traditional utensils or developing novel end-effectors for food handling.

III. Kiri-Spoon Design

• Kiri-Spoon is composed of a kirigami sheet that deforms into a 3D bowl with adjustable curvature.
• Components, actuation, material, and fabrication details of Kiri-Spoon are discussed.

IV. Deformation Model

• A spring-loaded four-bar linkage model is proposed to predict the deformation of the kirigami structure.

V. Model Validation

• Experimental results validate the proposed model's accuracy in predicting the deformation and tensile forces of kirigami sheets.

VI. User Study

• A user study compares Kiri-Spoon to traditional utensils in picking and transferring food items.
• Results show that Kiri-Spoon leads to fewer spills, less time orienting the utensil, and similar food transfer efficiency.

VII. Conclusion

• Kiri-Spoon demonstrates improved food handling and transfer compared to traditional utensils in robot-assisted feeding scenarios.

Statistieken

로봇 지원 급식을 위한 새로운 도구인 Kiri-Spoon은 전통적인 도구 모양과 소프트 그리퍼 기능을 결합합니다.
Kiri-Spoon은 3D 그릇으로 변형되는 kirigami 시트로 구성됩니다.
실험 결과는 제안된 모델이 kirigami 시트의 변형과 인장력을 정확하게 예측하는 데 효과적임을 입증합니다.

Citaten

"Kiri-Spoon은 전통적인 도구 모양과 소프트 그리퍼 기능을 결합하여 로봇 지원 급식에서 음식 처리와 이동을 향상시킵니다."

Belangrijkste Inzichten Gedestilleerd Uit

Kiri-Spoon

by Maya N. Keel... om arxiv.org 03-12-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.05784.pdf

Diepere vragen

Kiri-Spoon의 디자인은 어떻게 전통적인 도구와 소프트 그리퍼를 결합하여 음식 처리를 개선하나요?

Kiri-Spoon은 전통적인 도구인 숟가락과 포크의 형태를 유지하면서 소프트 그리퍼의 기능을 결합하여 음식 처리를 개선합니다. 이를 위해 Kiri-Spoon은 kirigami 시트로 구성되어 있으며, 이 시트는 조절 가능한 곡률을 가진 3D 그릇으로 변형됩니다. 이 구조를 작동시키면 로봇은 이 곡률을 제어하여 신속하게 음식을 캡슐화하고 방출할 수 있습니다. 또한, Kiri-Spoon의 메커니즘과 기하학을 네 막대 링크로 모델링하여 이 구조의 형태와 작동에 대한 예측을 제공합니다. 이 모델은 kirigami 시트의 형태와 구조를 정확하게 예측하고 Kiri-Spoon을 작동시키기 위해 필요한 힘을 추정합니다.

Kiri-Spoon을 사용하면 전통적인 도구와 비교했을 때 어떤 이점이 있나요?

Kiri-Spoon을 사용하면 전통적인 도구와 비교했을 때 여러 이점이 있습니다. 우선, Kiri-Spoon은 음식을 더 안전하게 보관하고 전달할 수 있어서 전통적인 도구보다 음식이 살짝 떨어지는 경우가 적습니다. 이는 사용자가 로봇을 정렬하고 음식을 전달하는 데 더 쉽게 할 수 있도록 도와줍니다. 또한, Kiri-Spoon을 사용하면 전통적인 도구와 비교했을 때 더 적은 회전 운동이 필요하며, 사용자는 음식을 더 효율적으로 획득하고 전달할 수 있습니다. 이러한 이점들은 사용자가 Kiri-Spoon을 선호하게 만들었으며, 전통적인 도구보다 더 효율적인 음식 처리를 가능케 합니다.

Kiri-Spoon의 디자인을 개선하기 위한 추가적인 아이디어는 무엇일까요?

Kiri-Spoon의 디자인을 개선하기 위한 추가적인 아이디어로는 소프트 그리퍼의 단점을 보완하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 현재 Kiri-Spoon의 디자인은 디스크릿 리본이 스푼 표면에 간격을 만들어내어 작은 음식 입자가 떨어지는 문제가 있습니다. 이를 해결하기 위해 스푼 표면을 얇은 탄성 막으로 코팅하여 디스크릿 리본 사이의 간격을 메우는 방법이 있습니다. 이렇게 하면 막은 Kiri-Spoon의 나머지 부분과 함께 변형되어 곡률을 변경하면서도 음식 입자가 리본 사이의 간격으로 떨어지는 것을 방지할 수 있습니다. 미래 작업에서는 이러한 막 구조를 개발할 것입니다.