Everting, soft growing vine robots benefit from reduced friction with their environment, which allows them to navigate challenging terrain. Vine robots can use air pouches attached to their sides for lateral steering. However, when all pouches are serially connected, the whole robot can only perform one constant curvature in free space. It must contact the environment to navigate through obstacles along paths with multiple turns. This work presents a multi-segment vine robot that can navigate complex paths without interacting with its environment. This is achieved by a new steering method that selectively actuates each single pouch at the tip, providing high degrees of freedom with few control inputs. A small magnetic valve connects each pouch to a pressure supply line. A motorized tip mount uses an interlocking mechanism and motorized rollers on the outer material of the vine robot. As each valve passes through the tip mount, a permanent magnet inside the tip mount opens the valve so the corresponding pouch is connected to the pressure supply line at the same moment. Novel cylindrical pneumatic artificial muscles (cPAMs) are integrated into the vine robot and inflate to a cylindrical shape for improved bending characteristics compared to other state-of-the-art vine robots. The motorized tip mount controls a continuous eversion speed and enables controlled retraction. A final prototype was able to repeatably grow into different shapes and hold these shapes. We predict the path using a model that assumes a piecewise constant curvature along the outside of the multi-segment vine robot. The proposed multi-segment steering method can be extended to other soft continuum robot designs.


翻译:软软增长的藤类机器人从环境的减少摩擦中受益, 使得它们能够绕过具有挑战性的地形。 藤类机器人可以使用附在两侧的空袋, 用于横向方向。 但是, 当所有邮袋都连续连接时, 整个机器人只能在自由空间里运行一个固定的弯曲。 它必须联系环境, 沿着路径绕过障碍, 多转弯。 这项工作是一个多层的藤类机器人, 可以在不与环境互动的情况下绕过复杂路径。 这是通过一种新的指导方法实现的, 该方法有选择地在顶端操作每个单袋, 提供高程度的自由, 没有多少的控制输入。 一个小磁阀将每个邮袋连接到压力供应线之外。 一个小磁性阀将每个邮袋连接到一个压力供应线。 一个小型的磁性阀将每个邮袋连接起来, 在藤类机器人的外部材料上运行一个固定的螺旋滚动滚动滚动滚动滚动。 当每扇内, 一个固定的磁力将相应的邮袋与压力供应线连接起来时, 。 诺状的螺状的螺旋流的螺旋体肌肉肌肉肌肉肌肉将一个稳定的螺状的螺状的螺状的螺状的螺状的螺状的螺状的螺状的螺旋, 将一个比的螺旋变的螺状的螺状的螺状的螺旋。</s>

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