論文の概要: Geometry-based pneumatic actuators for soft robotics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.24104v1
• Date: Fri, 27 Feb 2026 15:43:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.7685
• Title: Geometry-based pneumatic actuators for soft robotics
• Title（参考訳）: 柔らかいロボットのための幾何学に基づく空気圧アクチュエータ
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.516880783923843
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Soft pneumatic actuators enable safe human-machine interaction with lightweight and powerful applied parts. On the other side, they suffer design limitations as regards complex actuation patterns, including minimum bending radii, multi-states capabilities and structural stability. We present geometry-based pneumatic actuators (GPAs), a design and implementation approach that introduces constraint layers with configurable CNC heat-sealed chambers. The approach achieves predictable deformation, near-zero bending radii, multi-states actuation, and enables customizable and repeatable complex actuated geometries. Mathematical modeling reveals predictable linear angle transformations and validates nonlinear torque-angle relationships across diverse configurations. We demonstrate versatility of the GPAs approach through three applications: a 49 g wrist exoskeleton reducing muscle activity by up to 51%, a 30.8 g haptic interface delivering 8 N force feedback with fast response, and a 208 g bipedal robot achieving multi-gait locomotion. GPAs establish a configurable platform for next-generation wearable robotics, haptic systems, and soft locomotion devices.
• Abstract（参考訳）: ソフト空気圧アクチュエータは、軽量で強力な応用部品との安全な人間と機械の相互作用を可能にする。 他方では、最小曲げ半径、多状態機能、構造安定性など、複雑なアクティベーションパターンに関して、設計上の制限を被る。 構成可能なCNC熱シールチャンバーを用いた拘束層を導入する設計および実装手法として,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。 数学的モデリングは予測可能な線形角度変換を明らかにし、様々な構成で非線形トルク-角度関係を検証する。 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。 GPAは、次世代ウェアラブルロボティクス、触覚システム、ソフトロコモーションデバイスのための構成可能なプラットフォームを構築している。

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