論文の概要: Scalable Surface-Based Manipulation Through Modularity and Inter-Module Object Transfer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.21884v2
• Date: Thu, 12 Mar 2026 17:06:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.015945
• Title: Scalable Surface-Based Manipulation Through Modularity and Inter-Module Object Transfer
• Title（参考訳）: モジュラリティとモジュール間オブジェクト転送によるスケーラブルな表面ベースマニピュレーション
• Abstract要約: ロボット表面(Roboic Surfaces, RMS)は、物体が休んでいる表面を変形させて物体を操作する。 きめ細かい制御を達成するには、スケーラビリティを制限した高密度アクチュエータアレイが必要になります。 本稿では,相互接続されたファブリックベースモジュール間の協調したモジュール間オブジェクト転送と正確な位置決めを実現する多モジュールソフト操作プラットフォームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Robotic Manipulation Surfaces (RMS) manipulate objects by deforming the surface on which they rest, offering safe, parallel handling of diverse and fragile items. However, existing designs face a fundamental tradeoff: achieving fine control typically demands dense actuator arrays that limit scalability. Modular architectures can extend the workspace, but transferring objects reliably across module boundaries on soft, continuously deformable surfaces remains an open challenge. We present a multi-modular soft manipulation platform that achieves coordinated inter-module object transfer and precise positioning across interconnected fabric-based modules. A hierarchical control framework, combining conflict-free Manhattan-based path planning with directional object passing and a geometric PID controller, achieves sub-centimeter positioning and consistent transfer of heterogeneous objects including fragile items. The platform employs shared-boundary actuation, where adjacent modules share edge actuators, reducing the required count from $4n^2$ to $(n + 1)^2$ for an $n \times n$ grid; a $2\times 2$ prototype covers $1\times 1$ m with only 9 actuators. This scaling comes at a cost: shared actuators mechanically couple neighbouring modules, creating interference during simultaneous manipulation. We systematically characterise this coupling across spatial configurations and propose compensation strategies that reduce passive-object displacement by 59--78\%. Together, these contributions establish a scalable foundation for soft manipulation surfaces in applications such as food processing and logistics.
• Abstract（参考訳）: ロボットマニピュレーション・サーフェス (Roboic Manipulation Surfaces, RMS) は、物体が休んでいる表面を変形させて物体を操作する。 しかし、既存の設計は基本的なトレードオフに直面している。 きめ細かい制御を達成するには、スケーラビリティを制限する高密度アクチュエータアレイを必要とするのが普通である。 モジュールアーキテクチャはワークスペースを拡張することができるが、ソフトで連続的に変形可能な表面上で、モジュール境界を越えて確実にオブジェクトを転送することは、未解決の課題である。 本稿では,相互接続されたファブリックベースモジュール間の協調したモジュール間オブジェクト転送と正確な位置決めを実現する多モジュールソフト操作プラットフォームを提案する。 対立のないマンハッタンをベースとした経路計画と指向性物体通過と幾何学的PIDコントローラを組み合わせた階層的制御フレームワークは、脆弱な項目を含む不均一な物体の位置決めと一貫した移動を実現する。 このプラットフォームでは、隣接するモジュールがエッジアクチュエータを共有するような共有バウンダリアクチュエータを使用し、必要な数を$n \times n$ gridに対して$(n + 1)^2$から$(n + 1)^2$に削減する。 このスケーリングにはコストがかかる: 共用アクチュエータは隣のモジュールを機械的に結合し、同時操作中に干渉を引き起こす。 我々は,この結合を空間的構成で体系的に特徴付けるとともに,受動物体の変位を59～78.%削減する補償戦略を提案する。 これらの貢献により、食品加工や物流などの応用におけるソフトな操作面のスケーラブルな基盤が確立される。

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