空気圧ソフトロボットの3D変形をセンシング・再構成する手法
Sensing and Reconstruction of 3D Deformation on Pneumatic Soft Robots
空気圧アクチュエータ内部に複数の低コストセンサを組み込み、機械学習で信号を形状パラメータに変換することで、ソフトロボットの3D変形をリアルタイムに再構成する手法を提案した。
著者: Rob B. N. Scharff, Guoxin Fang, Yingjun Tian, Jun Wu, Jo M. P. Geraedts, Charlie C. L. Wang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Real-time proprioception is a challenging problem for soft robots, which have almost infinite degrees-of-freedom in body deformation. When multiple actuators are used, it becomes more difficult as deformation can also occur on actuators caused by interaction between each other. To tackle this problem, we present a method in this paper to sense and reconstruct 3D deformation on pneumatic soft robots by first integrating multiple low-cost sensors inside the chambers of pneumatic actuators and then using machine learning to convert the captured signals into shape parameters of soft robots. An exterior motion capture system is employed to generate the datasets for both training and testing. With the help of good shape parameterization, the 3D shape of a soft robot can be accurately reconstructed from signals obtained from multiple sensors. We demonstrate the effectiveness of this approach on two designs of soft robots -- a robotic joint and a deformable membrane. After parameterizing the deformation of these soft robots into compact shape parameters, we can effectively train the neural networks to reconstruct the 3D deformation from the sensor signals. The sensing and shape prediction pipeline can run at 50Hz in real-time on a consumer-level device.
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