論文の概要: MORPH Wheel: A Passive Variable-Radius Wheel Embedding Mechanical Behavior Logic for Input-Responsive Transformation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.06265v1
- Date: Thu, 05 Feb 2026 23:46:26 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.21458
- Title: MORPH Wheel: A Passive Variable-Radius Wheel Embedding Mechanical Behavior Logic for Input-Responsive Transformation
- Title（参考訳）: MORPH Wheel:入力応答変換のための機械的挙動論理を組み込んだパッシブ可変ラディウスホイール
- Authors: JaeHyung Jang, JuYeong Seo, Dae-Young Lee, Jee-Hwan Ryu,
- Abstract要約: 本稿では、トルク応答変換のための機械的挙動論理を組み込んだ完全受動可変ラジウスホイールであるMORPHホイールを紹介する。
この設計では、車輪半径を機械的に調整するために、トルク応答カプラとバネ装荷の連結ストラットを統合している。
MORPHホイールは機械的にプログラムされた構造を例示し、知的で文脈に依存した振る舞いを直接物理設計に組み込む。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.186456094701819
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper introduces the Mechacnially prOgrammed Radius-adjustable PHysical (MORPH) wheel, a fully passive variable-radius wheel that embeds mechanical behavior logic for torque-responsive transformation. Unlike conventional variable transmission systems relying on actuators, sensors, and active control, the MORPH wheel achieves passive adaptation solely through its geometry and compliant structure. The design integrates a torque-response coupler and spring-loaded connecting struts to mechanically adjust the wheel radius between 80 mm and 45 mm in response to input torque, without any electrical components. The MORPH wheel provides three unique capabilities rarely achieved simultaneously in previous passive designs: (1) bidirectional operation with unlimited rotation through a symmetric coupler; (2) high torque capacity exceeding 10 N with rigid power transmission in drive mode; and (3) precise and repeatable transmission ratio control governed by deterministic kinematics. A comprehensive analytical model was developed to describe the wheel's mechanical behavior logic, establishing threshold conditions for mode switching between direct drive and radius transformation. Experimental validation confirmed that the measured torque-radius and force-displacement characteristics closely follow theoretical predictions across wheel weights of 1.8-2.8kg. Robot-level demonstrations on varying loads (0-25kg), slopes, and unstructured terrains further verified that the MORPH wheel passively adjusts its radius to provide optimal transmission ratio. The MORPH wheel exemplifies a mechanically programmed structure, embedding intelligent, context-dependent behavior directly into its physical design. This approach offers a new paradigm for passive variable transmission and mechanical intelligence in robotic mobility systems operating in unpredictable or control-limited environments.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、トルク応答性変換のための機械的挙動論理を組み込んだ完全受動可変ラジウスホイールであるメカシニカル・プリオグラム・ラディウス調整可能なPHysical wheel(MORPH)を紹介する。
アクチュエータ、センサー、アクティブコントロールに依存した従来の可変トランスミッションシステムとは異なり、MORPHホイールは幾何学と適合した構造によってのみ受動的適応を実現する。
この設計では、入力トルクに応じて車輪半径を80mmから45mmに機械的に調整するために、トルク応答カプラとバネ装荷の連結ストラットを統合している。
MORPHホイールは、(1)対称カプラを通した無限回転の双方向動作、(2)駆動モードで10Nを超える高トルク容量、(3)決定論的キネマティクスによって制御される正確かつ反復的な伝達比制御という、従来の受動設計では、同時に達成されない3つの特徴を提供する。
車輪の機械的挙動を記述するための総合解析モデルが開発され、直接駆動と半径変換のモード切替のためのしきい値条件が確立された。
実験的検証により、測定されたトルク半径と力の変位特性は、1.8-2.8kgの車輪重量の理論的予測に密接に従うことが確認された。
様々な荷重(0-25kg)、傾斜地、非構造地形に関するロボットレベルのデモンストレーションにより、MORPHホイールがその半径を受動的に調整し、最適な伝達比を提供することを確認した。
MORPHホイールは機械的にプログラムされた構造を例示し、知的で文脈に依存した振る舞いを直接物理設計に組み込む。
このアプローチは、予測不能または制御不能な環境で動作するロボットモビリティシステムにおいて、受動変速機と機械的知性のための新しいパラダイムを提供する。
関連論文リスト
- Geometry-based pneumatic actuators for soft robotics [3.516880783923843]
我々は,CNC熱シールチャンバーを用いた拘束層を導入する設計と実装のアプローチとして,幾何に基づく空気圧アクチュエータ(GPAs)を提案する。
このアプローチは予測可能な変形、ほぼゼロの曲げ半径、多状態アクチュエータを実現し、カスタマイズ可能かつ繰り返し可能な複雑なアクチュエータージオメトリを可能にする。
49gの手首外骨格による筋活動の最大51%低減,30.8g触覚インタフェースによる8N力フィードバックの高速応答,208g二足歩行ロボットの3つの応用によるGPAアプローチの汎用性を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-27T15:43:22Z) - Hybrid Offline-Online Reinforcement Learning for Sensorless, High-Precision Force Regulation in Surgical Robotic Grasping [2.874057693956189]
物理一貫性モデリングとハイブリッド強化学習を組み合わせたセンサレス制御フレームワークを提案する。
本研究では,電気・伝達・顎運動の結合を捉えるダ・ヴィンチ・シグルーピング機構の第1原理のディジタル双極子を開発した。
シミュレーションでは、マルチハーモニック顎運動において、コントローラは所望の基準の1%以内の把持力を維持できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-27T10:11:59Z) - Physics-Embedded Neural ODEs for Learning Antagonistic Pneumatic Artificial Muscle Dynamics [2.8169681659450876]
空気圧人工筋肉(PAM)は、柔らかいウェアラブル、補助的、対話的なロボットのための適合した運動を可能にする。
本稿では,物理構造を学習モデルに組み込んだハイブリッド型ニューラル常微分方程式の枠組みを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-27T04:38:22Z) - Snapping Actuators with Asymmetric and Sequenced Motion [6.7646973106436254]
小型四足歩行ロボットは、単一の圧力入力のみを用いて協調波状移動を実現する。
このロボットは、最大速度72.78mm/sの周波数依存性能を7.5Hzで発揮する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-20T18:45:17Z) - Tendon-Driven Reciprocating and Non-Reciprocating Motion via Snapping Metabeams [0.0]
反動運動と非反動運動の両方を生み出すために、スパイラルベースメタビームからなる腱駆動機構を開発した。
スパイラル幾何学はPLAのような比較的硬い材料から作られた場合でも大きな可逆変形を可能にする。
開発されたメカニズムは水泳ロボットにさらに統合され、腱駆動のフィンは2つの異なるアクティベーションモードを示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-20T16:35:51Z) - HUSKY: Humanoid Skateboarding System via Physics-Aware Whole-Body Control [67.58927286226925]
本稿では,ヒューマノイド・スケータボードシステムモデリングと物理を意識した全身制御を統合した学習ベースのフレームワークを提案する。
Unitree G1のヒューマノイドプラットフォームでの実験では、現実のシナリオにおいて、私たちのフレームワークがスケートボード上で安定的でアジャイルな操作を可能にすることが示されています。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-03T07:18:01Z) - Forecasting Continuous Non-Conservative Dynamical Systems in SO(3) [51.510040541600176]
コンピュータビジョンにおける移動物体の回転をモデル化するための新しい手法を提案する。
我々のアプローチは、入力ノイズに対して頑健でありながら、エネルギーと運動量保存に非依存である。
トレーニング中の雑音状態から物体のダイナミクスを近似させることで、シミュレーションや様々な現実世界の設定において頑健な外挿能力が得られる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-08-11T09:03:10Z) - PIN-WM: Learning Physics-INformed World Models for Non-Prehensile Manipulation [44.44501164377334]
非包括的操作に関わる3次元剛体力学の世界モデルを学ぶ。
PIN-WMは、わずかなショットとタスクに依存しない物理的相互作用軌跡でのみ学習することができる。
学習したPIN-WMを、物理を意識したランダム化によって、デジタルクーシンのグループに変換する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-23T13:27:07Z) - RACER: Rational Artificial Intelligence Car-following-model Enhanced by Reality [46.909086734963665]
本稿では,アダプティブ・クルーズ・コントロール(ACC)運転行動を予測する,最先端の深層学習車追従モデルであるRACERを紹介する。
従来のモデルとは異なり、RACERは実走行の重要な要素であるRDC(Rational Driving Constraints)を効果的に統合している。
RACERはアクセラレーション、ベロシティ、スペーシングといった主要なメトリクスを網羅し、ゼロ違反を登録する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-12T06:21:30Z) - Cat states in a driven superfluid: role of signal shape and switching
protocol [62.997667081978825]
運動エネルギーをゼロ時間平均で振動させた1次元Bose-Hubbardモデルの挙動について検討する。
システムパラメータの変動に対して,この非従来的基底状態のロバスト性を分析する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-11T15:15:06Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。