腱駆動型ヒト型指の動的モデルの同定と検証
Identification and validation of the dynamic model of a tendon-driven anthropomorphic finger
腱駆動型のヒト型指について、剛体力学・結合行列・関節粘弾性・腱摩擦を含む動的モデルを定式化し、段階的な同定・検証手法と実験装置を提案した。3Dプリント指で実証し、屍体手指への応用も示唆する。
著者: Junnan Li, Lingyun Chen, Johannes Ringwald, Edmundo Pozo Fortunic, Amartya Ganguly, Sami Haddadin
分類: cs.RO
原文アブストラクト
This study addresses the absence of an identification framework to quantify a comprehensive dynamic model of human and anthropomorphic tendon-driven fingers, which is necessary to investigate the physiological properties of human fingers and improve the control of robotic hands. First, a generalized dynamic model was formulated, which takes into account the inherent properties of such a mechanical system. This includes rigid-body dynamics, coupling matrix, joint viscoelasticity, and tendon friction. Then, we propose a methodology comprising a series of experiments, for step-wise identification and validation of this dynamic model. Moreover, an experimental setup was designed and constructed that features actuation modules and peripheral sensors to facilitate the identification process. To verify the proposed methodology, a 3D-printed robotic finger based on the index finger design of the Dexmart hand was developed, and the proposed experiments were executed to identify and validate its dynamic model. This study could be extended to explore the identification of cadaver hands, aiming for a consistent dataset from a single cadaver specimen to improve the development of musculoskeletal hand models.
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