論文の概要: From Folding Mechanics to Robotic Function: A Unified Modeling Framework for Compliant Origami

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.14900v1
• Date: Mon, 16 Mar 2026 07:03:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-21 18:33:56.84995
• Title: From Folding Mechanics to Robotic Function: A Unified Modeling Framework for Compliant Origami
• Title（参考訳）: 折り畳み力学からロボット機能へ: 整合型折り紙のための統一モデリングフレームワーク
• Authors: Bohan Zhang, Bo Wang, Huajiang Ouyang, Zhigang Wu, Haohao Bi, Jiawei Xu, Mingchao Liu, Weicheng Huang,
• Abstract要約: 離散微分幾何学(DDG)に基づく幾何一貫性モデリングフレームワークを提案する。 この枠組みは、単一の変分定式化の中でパネルの弾塑性とクリース回転を統一する。 この統一された記述は、剛体および適合した状態にわたる安定性と変形のプログラム可能な制御を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.163657221687599
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Origami inspired architectures offer a powerful route toward lightweight, reconfigurable, and programmable robotic systems. Yet, a unified mechanics framework capable of seamlessly bridging rigid folding, elastic deformation, and stability driven transitions in compliant origami remains lacking. Here, we introduce a geometry consistent modeling framework based on discrete differential geometry (DDG) that unifies panel elasticity and crease rotation within a single variational formulation. By embedding crease panel coupling directly into a mid edge geometric discretization, the framework naturally captures rigid folding limits, distributed bending, multistability, and nonlinear dynamic snap through within one mechanically consistent structure. This unified description enables programmable control of stability and deformation across rigid and compliant regimes, allowing origami structures to transition from static folding mechanisms to active robotic modules. An implicit dynamic formulation incorporating gravity, contact, friction, and magnetic actuation further supports strongly coupled multiphysics simulations. Through representative examples spanning single fold bifurcation, deployable Miura membranes, bistable Waterbomb modules, and Kresling based crawling robots, we demonstrate how geometry driven mechanics directly informs robotic functionality. This work establishes discrete differential geometry as a foundational design language for intelligent origami robotics, enabling predictive modeling, stability programming, and mechanics guided robotic actuation within a unified computational platform.
• Abstract（参考訳）: 折り紙にインスパイアされたアーキテクチャは、軽量で再構成可能でプログラム可能なロボットシステムへの強力な経路を提供する。 しかし, 整合折り畳み, 弾性変形, 安定性駆動遷移をシームレスに行うことのできる統一力学の枠組みはいまだに欠如している。 本稿では,離散微分幾何学(DDG)に基づく幾何学的一貫したモデリングフレームワークを提案する。 中端の幾何学的離散化に直接クレーゼパネル結合を埋め込むことにより、このフレームワークは1つの機械的に一貫した構造内に、剛性のある折りたたみ限界、分散曲げ、マルチスタビリティ、非線形ダイナミックスナップスルーを自然に捕捉する。 この統一された記述により、剛体および適合した状態の安定性と変形のプログラム可能な制御が可能となり、折り紙構造体は静的な折り畳み機構からアクティブなロボットモジュールへ遷移することができる。 重力、接触、摩擦、磁気アクチュエータを含む暗黙の動的定式化は、強く結合した多物理シミュレーションをさらに支持している。 単一の折り畳み分岐、デプロイ可能なミウラ膜、ビスタブルなウォーターボームモジュール、そしてクレスリングをベースとしたクロールロボットを対象とする代表例を通して、幾何学駆動力学がロボット機能にどのように影響するかを実演する。 本研究は、知的折り紙ロボットの基礎設計言語として離散微分幾何学を確立し、統合された計算プラットフォーム内での予測モデリング、安定性プログラミング、メカニクス誘導ロボットアクチュエーターを実現する。

関連論文リスト

• Tendon-Actuated Robots with a Tapered, Flexible Polymer Backbone: Design, Fabrication, and Modeling [0.4983856330186121]
  熱可塑性ポリウレタン(TPU)を用いた柔軟なテーパー付きバックボーンを備えた3Dプリント・腱駆動型連続体ロボット 我々のスケーラブルな設計は、アクチュエータと圧縮負荷セルを介して直接テンションの張力制御とセンシングを可能にする集積電子ベースハウジングを組み込んでいる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-19T16:46:00Z)
• Push, Press, Slide: Mode-Aware Planar Contact Manipulation via Reduced-Order Models [4.600772894287281]
  ロボットアームを1つまたは2つ組み合わせた平面操作のためのモード認識フレームワークを提案する。 我々の中核的な洞察は、複雑なレンチ・ツイストの極限表面力学は、物理的に直感的なモデルの離散的なライブラリに抽象化できるということである。 多様なシングルアームおよびバイマニュアル操作タスクのシミュレーションにおいて、高速で最適化不要なアプローチを実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-03-12T19:21:19Z)
• Kinematify: Open-Vocabulary Synthesis of High-DoF Articulated Objects [59.51185639557874]
  本稿では,任意のRGB画像やテキスト記述から直接音声オブジェクトを合成するフレームワークであるKinematifyを紹介する。 提案手法は, 高DoFオブジェクトに対する運動的トポロジの推測と静的幾何からの関節パラメータの推定という2つの課題に対処する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-11-03T07:21:42Z)
• Physics-Informed Neural Networks for Programmable Origami Metamaterials with Controlled Deployment [0.0]
  本稿では, 物理インフォームドニューラルネットワーク(PINN)を用いて, 折り紙の前方予測と逆設計を行う。 このモデルは、非物理的アーティファクトを最小限にしながら、高精度で完全なエネルギー景観を予測する。 この研究は、折り紙にインスパイアされたメタマテリアルにおける複雑な機械的エネルギー景観をプログラミングするための汎用的でデータフリーなルートを確立する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-19T06:38:49Z)
• Learning Causal Structure Distributions for Robust Planning [53.753366558072806]
  構造情報の不確実性を考慮しながら,機能的関係を学習することで,より堅牢な力学モデルがもたらされることがわかった。 これは、因果構造を無視し、ロボットシステムにおける相互作用の空間性を活用するのに失敗する一般的なモデル学習手法とは対照的である。 本稿では,本モデルを用いてロボットの力学を学習し,新しい環境下での新たな作業を行うためのサンプリング・ベース・プランナーを併用することを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-08-08T22:43:17Z)
• 1 Modular Parallel Manipulator for Long-Term Soft Robotic Data Collection [16.103025868841268]
  本稿では,大規模データ収集に適した並列ロボット操作プラットフォームを提案する。 プラットフォームモジュールは、カスタマイズ可能なフィンガーを作動させるオフ・ザ・シェルフ電気モーターのペアで構成されている。 ベンチマーク2D操作タスクにおいて,ハードウェア上でのポリシー勾配強化学習に使用するプラットフォームの能力を検証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-05T15:18:44Z)
• Physics-Encoded Graph Neural Networks for Deformation Prediction under Contact [87.69278096528156]
  ロボット工学では、触覚相互作用における物体の変形を理解することが不可欠である。 本稿では,物理符号化グラフニューラルネットワーク(GNN)を用いた予測手法を提案する。 コードとデータセットを公開して、ロボットシミュレーションと把握の研究を進めました。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-02-05T19:21:52Z)
• DiffuseBot: Breeding Soft Robots With Physics-Augmented Generative Diffusion Models [102.13968267347553]
  本稿では,様々なタスクにおいて優れたソフトロボット形態を生成する物理拡張拡散モデルであるDiffuseBotを提案する。 我々は、その能力とともに、シミュレーションされた、そして製造された様々なロボットを紹介します。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-28T18:58:48Z)
• Differentiable Simulation of Soft Multi-body Systems [99.4302215142673]
  我々は、Projective Dynamics内でトップダウン行列アセンブリアルゴリズムを開発する。 筋肉,関節トルク,空気圧管によって駆動される軟口蓋体に対して,異なる制御機構を導出する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-03T20:03:22Z)
• Learning Material Parameters and Hydrodynamics of Soft Robotic Fish via Differentiable Simulation [26.09104786491426]
  本フレームワークは, 実ハードウェアにおける複合バイモルフ曲げ構造の動的挙動の高精度予測を可能にする。 我々は,ロボットの材料パラメータと流体力学を学習するための,実験的に検証された高速な最適化パイプラインを実証した。 我々は水中ソフトロボットの特定の応用に焦点をあてるが、我々のフレームワークは空気圧で作動するソフトメカニズムにも適用できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-30T05:24:02Z)
• Euclideanizing Flows: Diffeomorphic Reduction for Learning Stable Dynamical Systems [74.80320120264459]
  本研究では、限られた数の人間の実演からそのような動きを学ぶためのアプローチを提案する。 複素運動は安定な力学系のロールアウトとして符号化される。 このアプローチの有効性は、確立されたベンチマーク上での検証と、現実世界のロボットシステム上で収集されたデモによって実証される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-27T03:51:57Z)

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。