論文の概要: Design and Control of Modular Magnetic Millirobots for Multimodal Locomotion and Shape Reconfiguration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.19346v1
• Date: Sun, 22 Feb 2026 21:25:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.635608
• Title: Design and Control of Modular Magnetic Millirobots for Multimodal Locomotion and Shape Reconfiguration
• Title（参考訳）: 多モーダルロコモーション・形状再構成のためのモジュラ磁気ミロボットの設計と制御
• Authors: Erik Garcia Oyono, Jialin Lin, Dandan Zhang,
• Abstract要約: 我々は、オンデマンドの組立と分解のためのモジュラー磁気ミロボティックプラットフォームを提案する。 フリーモジュールは、自己組み立てと再設定をサポートし、固定モジュールは、フリップ・アンド・ウォークの移動を可能にする。 このシステムは,低磁場強度で自己組立,マルチモーダル変換,分解を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.7788762754943654
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Modular small-scale robots offer the potential for on-demand assembly and disassembly, enabling task-specific adaptation in dynamic and constrained environments. However, existing modular magnetic platforms often depend on workspace collisions for reconfiguration, employ bulky three-dimensional electromagnetic systems, and lack robust single-module control, which limits their applicability in biomedical settings. In this work, we present a modular magnetic millirobotic platform comprising three cube-shaped modules with embedded permanent magnets, each designed for a distinct functional role: a free module that supports self-assembly and reconfiguration, a fixed module that enables flip-and-walk locomotion, and a gripper module for cargo manipulation. Locomotion and reconfiguration are actuated by programmable combinations of time-varying two-dimensional uniform and gradient magnetic field inputs. Experiments demonstrate closed-loop navigation using real-time vision feedback and A* path planning, establishing robust single-module control capabilities. Beyond locomotion, the system achieves self-assembly, multimodal transformations, and disassembly at low field strengths. Chain-to-gripper transformations succeeded in 90% of trials, while chain-to-square transformations were less consistent, underscoring the role of module geometry in reconfiguration reliability. These results establish a versatile modular robotic platform capable of multimodal behavior and robust control, suggesting a promising pathway toward scalable and adaptive task execution in confined environments.
• Abstract（参考訳）: モジュール型の小型ロボットは、オンデマンドの組み立てと分解の可能性を秘めており、動的で制約のある環境でタスク固有の適応を可能にする。 しかし、既存のモジュラ磁気プラットフォームは、しばしば再構成のためのワークスペース衝突に依存し、大きめの3次元電磁システムを使用し、ロバストな単一モジュール制御を欠いている。 本研究では, 永久磁石を組み込んだ3つの立方体形状のモジュールからなるモジュラー磁気ミロボティックプラットフォームについて, 自組立と再構成をサポートする自由モジュール, フリップ・アンド・ウォークの移動を可能にする固定モジュール, 貨物操作のためのグリッパーモジュールについて述べる。 移動と再構成は、時間変化の2次元均一と勾配磁場入力のプログラム可能な組み合わせによって行われる。 実験では、リアルタイム視覚フィードバックとA*経路計画を用いたクローズドループナビゲーションを実証し、ロバストな単一モジュール制御機能を確立する。 移動以外にも、システムは低磁場強度で自己組立、マルチモーダル変換、分解を行う。 チェイン・トゥ・グリッパー変換は90%の試行で成功したが、チェイン・ツー・スクエア変換は一貫性が低く、再構成信頼性におけるモジュール幾何学の役割が強調された。 これらの結果は,マルチモーダルな動作とロバストな制御が可能な汎用モジュール型ロボットプラットフォームを構築し,限定環境下でのスケーラブルで適応的なタスク実行への道のりを示唆している。

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