論文の概要: Grip as Needed, Glide on Demand: Ultrasonic Lubrication for Robotic Locomotion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15608v1
• Date: Tue, 17 Feb 2026 14:33:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.513491
• Title: Grip as Needed, Glide on Demand: Ultrasonic Lubrication for Robotic Locomotion
• Title（参考訳）: ロボットロコモーションのための超音波潤滑技術
• Authors: Mostafa A. Atalla, Daan van Bemmel, Jack Cummings, Paul Breedveld, Michaël Wiertlewski, Aimée Sakes,
• Abstract要約: ロボットの移動における摩擦を積極的に制御する方法として超音波潤滑を導入する。 超音波周波数におけるエキサイティングな共鳴構造により、接触界面は"grip"状態と"slip"状態の間を切り替え、移動を可能にする。 両システムは、90%を超えるほぼ完全な移動効率で双方向の移動を実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8297689281697922
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Friction is the essential mediator of terrestrial locomotion, yet in robotic systems it is almost always treated as a passive property fixed by surface materials and conditions. Here, we introduce ultrasonic lubrication as a method to actively control friction in robotic locomotion. By exciting resonant structures at ultrasonic frequencies, contact interfaces can dynamically switch between "grip" and "slip" states, enabling locomotion. We developed two friction control modules, a cylindrical design for lumen-like environments and a flat-plate design for external surfaces, and integrated them into bio-inspired systems modeled after inchworm and wasp ovipositor locomotion. Both systems achieved bidirectional locomotion with nearly perfect locomotion efficiencies that exceeded 90%. Friction characterization experiments further demonstrated substantial friction reduction across various surfaces, including rigid, soft, granular, and biological tissue interfaces, under dry and wet conditions, and on surfaces with different levels of roughness, confirming the broad applicability of ultrasonic lubrication to locomotion tasks. These findings establish ultrasonic lubrication as a viable active friction control mechanism for robotic locomotion, with the potential to reduce design complexity and improve efficiency of robotic locomotion systems.
• Abstract（参考訳）: 摩擦は地球上での移動の重要なメディエーターであるが、ロボットシステムではほとんどの場合、表面材料や条件によって固定された受動的特性として扱われる。 本稿では,ロボット移動における摩擦を積極的に制御する手段として,超音波潤滑法を提案する。 超音波周波数におけるエキサイティングな共鳴構造により、接触界面は「グリップ」状態と「スリップ」状態の間を動的に切り替え、移動を可能にする。 我々は2つの摩擦制御モジュールを開発した。このモジュールは管路状の環境用円筒形状と外面用平板形状を設計し,これをインキワームとワップオビポジターの移動をモデルとしたバイオインスピレーションシステムに統合した。 両システムは、90%を超えるほぼ完全な移動効率で双方向の移動を実現した。 摩擦キャラクタリゼーション実験により, 硬質, 軟質, 粒状, 生体組織界面, 乾燥および湿潤条件下, および粗さの異なる表面における摩擦の低減効果が確認された。 これらの結果から, 超音波潤滑がロボット移動の能動的摩擦制御機構として成立し, 設計の複雑さを低減し, ロボット移動システムの効率を向上する可能性が示唆された。

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