論文の概要: Antagonistic Bowden-Cable Actuation of a Lightweight Robotic Hand: Toward Dexterous Manipulation for Payload Constrained Humanoids
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24657v1
- Date: Wed, 31 Dec 2025 06:07:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.585498
- Title: Antagonistic Bowden-Cable Actuation of a Lightweight Robotic Hand: Toward Dexterous Manipulation for Payload Constrained Humanoids
- Title（参考訳）: 軽量ロボットハンドのAntagonistic Bowden-Cable Actuation: to Dexterous Manipulation for Payload Constrained Humanoids
- Authors: Sungjae Min, Hyungjoo Kim, David Hyunchul Shim,
- Abstract要約: ボウデンケーブルで動く軽量な人為的手について述べる。
このデザインは、人為的スケールと器用さを維持しながら、遠位質量を大幅に減少させる。
提案手法を用いて, 236gの遠心力を持つ手組立体が, 器用なタスクを確実に実行できることを実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.320393382724067
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Humanoid robots toward human-level dexterity require robotic hands capable of simultaneously providing high grasping force, rapid actuation speeds, multiple degrees of freedom, and lightweight structures within human-like size constraints. Meeting these conflicting requirements remains challenging, as satisfying this combination typically necessitates heavier actuators and bulkier transmission systems, significantly restricting the payload capacity of robot arms. In this letter, we present a lightweight anthropomorphic hand actuated by Bowden cables, which uniquely combines rolling-contact joint optimization with antagonistic cable actuation, enabling single-motor-per-joint control with negligible cable-length deviation. By relocating the actuator module to the torso, the design substantially reduces distal mass while maintaining anthropomorphic scale and dexterity. Additionally, this antagonistic cable actuation eliminates the need for synchronization between motors. Using the proposed methods, the hand assembly with a distal mass of 236g (excluding remote actuators and Bowden sheaths) demonstrated reliable execution of dexterous tasks, exceeding 18N fingertip force and lifting payloads over one hundred times its own mass. Furthermore, robustness was validated through Cutkosky taxonomy grasps and trajectory consistency under perturbed actuator-hand transformations.
- Abstract（参考訳）: 人間レベルのデキスタリティに向けたヒューマノイドロボットは、高い把握力、速いアクティベーション速度、複数自由度、人間のようなサイズの制約の中で軽量な構造を同時に提供できるロボットハンドを必要とする。
これらの矛盾する要件を満たすことは、通常は重いアクチュエータとよりバルクな送信システムを必要とするため、ロボットアームのペイロード容量が著しく制限されるため、依然として困難である。
本稿では,ボウデンケーブルが駆動する軽量な人為的手指について述べる。転がり接触継手最適化と対角ケーブルアクチュエータを一意に組み合わせることで,ケーブル長の偏差を無視できる単一モータ・パー・ジョイント制御を実現する。
アクチュエータモジュールを胴体に移動させることで、人為的スケールとデキスタリティを維持しながら、遠位質量を大幅に減少させる。
さらに、この対角ケーブルアクチュエータはモータ間の同期を不要にする。
提案手法を用いて, 遠心力236g(遠隔アクチュエータとボウデンシースを除く)のハンドアセンブリは, 18Nの指先力を超え, ペイロードを自重の100倍以上持ち上げるという, 不安定な作業の確実な実行を実証した。
さらに, 摂動アクチュエータ・ハンド変換下でのCutkosky分類の把握と軌道の整合性によりロバスト性を検証した。
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