論文の概要: Passive Phase-Oriented Impedance Shaping for Rapid Acceleration in Soft Robotic Swimmers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03537v1
• Date: Tue, 03 Mar 2026 21:47:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.873683
• Title: Passive Phase-Oriented Impedance Shaping for Rapid Acceleration in Soft Robotic Swimmers
• Title（参考訳）: ソフトロボットスイマーの高速加速のためのパッシブ位相指向インピーダンス整形
• Authors: Qimin Feng, Orion A. Roberts, Qiang Zhong,
• Abstract要約: 柔らかいロボットスイマーにおける周波数選択インピーダンス整形のための受動的機構としての拘束層制振について検討した。 我々は, 拘束推進試験において, CLDは推力を高め, ストローハル数間の力-運動相関係を変化させることを示した。 これらの結果から, ソフトロボットシステムにおける過渡的推進を改善するための簡易な制御自由経路として, 位相指向受動インピーダンス変調が確立された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7205106391379026
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Rapid acceleration and burst maneuvers in underwater robots depend less on maintaining precise resonance and more on force--velocity phase alignment during thrust generation. In this work, we investigate constrained-layer damping (CLD) as a passive mechanism for frequency-selective impedance shaping in soft robotic swimmers. Unlike conventional stiffness-tuning approaches, CLD selectively amplifies the dissipative component of bending impedance while preserving storage stiffness, passively shifting the impedance composition toward dissipative dominance as actuation frequency increases. We characterize this behavior through dry impedance measurements, demonstrate that CLD enhances thrust and alters force--motion phase relationships across Strouhal numbers in constrained propulsion tests, and validate that passive impedance shaping yields a nearly five-fold increase in peak acceleration and a three-fold increase in terminal velocity in unconstrained swimming trials. These results establish phase-oriented passive impedance modulation as a simple, control-free pathway for improving transient propulsion in soft robotic systems.
• Abstract（参考訳）: 水中ロボットの急激な加速とバースト操作は、正確な共鳴を維持することよりも、推力発生時の速度位相アライメントに依存する。 本研究では,ソフトロボットスイマーにおける周波数選択インピーダンス整形のための受動的機構としての拘束層減衰(CLD)について検討する。 従来の剛性調整アプローチとは異なり、CLDは、保持剛性を維持しつつ、曲げインピーダンスの消散成分を選択的に増幅し、作動周波数が増加するにつれて、インピーダンス組成物を消散優位に受動的にシフトさせる。 我々は,この挙動をドライインピーダンス測定により特徴付け,制約された推進試験においてストローハル数間の推力・運動位相関係を改良し,パッシブインピーダンス形状がピーク加速度の5倍近く増加し,非拘束型水泳試験では終端速度の3倍増大することを示す。 これらの結果から, ソフトロボットシステムにおける過渡的推進を改善するための簡易な制御自由経路として, 位相指向受動インピーダンス変調が確立された。

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