Roboticists have been seeking to address this situation in recent years through the use of soft robots. Unfortunately, identifying appropriate models for the complete analysis and investigation of soft robots for design and control purposes can be problematic. This paper seeks to address this challenge by proposing two complementary modeling techniques for a particular type of soft robotic actuator known as a Fiber-Reinforced Elastomeric Enclosure (FREE). We propose that researchers can leverage multiple models to fill gaps in the understanding of the behavior of soft robots. We present and evaluate both a dynamic, lumped-parameter model and a finite element model to extend understanding of the practicability of FREEs in soft robotic applications. The results with the lumped-parameter model demonstrate that it predicts the actual rotational motion of a FREE with at most 4% error when a closed-loop controller is embedded in the system. Additionally, finite element analysis was used to study FREE design parameters as well as the workspace achieved with a module comprised of multiple FREEs. Our finite element results indicate that variations in the material properties of the elastic enclosure of a FREE are more significant than variations in fiber properties. Finally, finite element results show that a 30-degree difference in winding angle dramatically alters the shape of the workspace generated by four FREEs assembled into a module. Concludingly, comments are made about the relative advantages and limitations of lumped-parameter and finite element models of FREEs and FREE modules in providing useful insights into their behavior.


翻译:近几年来,机器人一直在寻求通过使用软机器人来解决这种情况。 不幸的是,确定用于为设计和控制目的全面分析和调查软机器人的适当模型可能会有问题。本文件试图应对这一挑战,为此建议为一种特定类型的软机器人动作器(称为Fiber-Reinformed Eastomic 附文(FFREE))提供两种互补模型技术。我们提议,研究人员可以利用多种模型来填补对软机器人行为的理解差距。我们提出和评估一个动态的、包装的参数模型和一个有限要素模型,以扩大对软机器人应用程序中FREE的实用性的理解。使用一个整数参数模型的结果显示,当系统内嵌入一个闭环控制器(FEEE)时,它预测FREE的实际旋转动作最多为4%的错误。此外,我们提议,利用有限要素分析来研究FREEE设计参数以及由多个FREEE组成的模块所实现的工作空间。 我们的定数要素结果显示,FEEEEE在软机器人应用应用程序应用中的弹性封闭性封隔板的特性方面的变化比FEEEEEFRIF的相对直径的精确度模型的精确度差性,最后显示,其精确度模型的精确度模型的精确度模型的精确度的精确度模型的精确度的精确度变化比其精确度模型的精确度模型的精确度的精确度模型的精确度的精确度差,其精确度模型的精确度的精确度的精确度的精确度模型的精确度的精确度的精确度差,其精确度的精确度的精确度为其精确度的精确度差度的精确度的精确度比其精确度差。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
57+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
270+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员