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ロボットハンドarXiv:2509.03690

23個のダイレクトドライブサーボを備えた低コストオープンソース両手利きロボットハンドによるアメリカ手話アルファベット

Low-Cost Open-Source Ambidextrous Robotic Hand with 23 Direct-Drive servos for American Sign Language Alphabet

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3Dプリントと23個のサーボで作られた低コストな両手利きロボットハンドを開発し、アメリカ手話の全52種類の手形を再現できることを示した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 低コスト・オープンソース・3Dプリント製の両手対応ロボットハンド VulcanV3 の提案 - American Sign Language (ASL) の全アルファベット52種類(右手・左手構成)を再現可能 - 23個の direct-drive servo actuators で指・手首を駆動 - Arduino Mega と dual PCA9685 modules で制御 - CADファイルとコードを permissive open-source licenses で公開し再現性を確保

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のロボット手・ヒューマノイド上肢は高コストで、direct-drive actuation の採用は稀 - VulcanV3 は direct-drive 方式で ASL 全52 handshape をカバー - reversible design により両手(ambidextrous)を実現 - 低コスト・オープンソース・3Dプリントで複製可能な点が先行研究と異なる - 支援ロボティクスにおいて affordability と full ASL coverage と ambidexterity を同時に達成

3. 技術・手法の肝は?

- 23個の direct-drive servo actuators を指・手首の関節に配置 - Arduino Mega と dual PCA9685 modules による多チャンネル制御 - 3Dプリントによる筐体・リンク構造 - reversible design で右手・左手両構成に対応 - CADファイルと制御コードを permissive open-source licenses で公開

4. どうやって有効だと検証した?

- 実機テストで全52 ASL handshape の正確な再現を確認 - 参加者研究(n = 33)で 96.97% の認識精度を達成 - ビデオによるデモンストレーション後は 98.78% に向上 - 上記の empirical tests と participant study により有効性を検証

5. 議論はある?

- 低コスト・オープンソース・両手対応・ASL全カバーを両立した点を支援ロボティクスへの貢献として議論 - 参加者研究の認識精度向上(ビデオデモ後 98.78%)から提示方法の影響に言及 - 具体的な限界・課題・倫理的議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照・比較されている個別研究は明示されていない - 関連手法として direct-drive actuation を用いるロボットハンド研究、ASL 手話認識・生成研究、低コスト・オープンソースの義手/ロボットハンド研究を次に読むべき - 具体的な論文名は要旨からは不明

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Kelvin Daniel Gonzalez Amador

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Accessible communication through sign language is vital for deaf communities, 1 yet robotic solutions are often costly and limited. This study presents VulcanV3, a low- 2 cost, open-source, 3D-printed ambidextrous robotic hand capable of reproducing the full 3 American Sign Language (ASL) alphabet (52 signs for right- and left-hand configurations). 4 The system employs 23 direct-drive servo actuators for precise finger and wrist movements, 5 controlled by an Arduino Mega with dual PCA9685 modules. Unlike most humanoid upper- 6 limb systems, which rarely employ direct-drive actuation, VulcanV3 achieves complete ASL 7 coverage with a reversible design. All CAD files and code are released under permissive 8 open-source licenses to enable replication. Empirical tests confirmed accurate reproduction 9 of all 52 ASL handshapes, while a participant study (n = 33) achieved 96.97% recognition 10 accuracy, improving to 98.78% after video demonstration. VulcanV3 advances assistive 11 robotics by combining affordability, full ASL coverage, and ambidexterity in an openly 12 shared platform, contributing to accessible communication technologies and inclusive 13 innovation.

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