論文の概要: Probe-to-Grasp Manipulation Using Self-Sensing Pneumatic Variable-Stiffness Joints

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.27808v1
• Date: Sun, 29 Mar 2026 18:43:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.126148
• Title: Probe-to-Grasp Manipulation Using Self-Sensing Pneumatic Variable-Stiffness Joints
• Title（参考訳）: 空気圧可変剛性継手を用いたプローブ間マニピュレーション
• Authors: Ngoc Duy Tran, Yeman Fan, Feng Dai, Khang Nguyen, Anh Nguyen, Hoang Hiep Ly, Tung D. Ta, Shigeru Chiba,
• Abstract要約: 本稿では,物体の相対剛性を推定するためのプローブ・トゥ・グラフ操作フレームワークを提案する。 自覚式空気圧可変剛性ジョイントを備えた受動ソフトリジッド2指ハイブリッドグリップを用いた。 本研究では, 剛性評価実験による自己知覚モデルの有効性を検証し, 実生活応用における剛性認識型探索・解析を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.920023397258435
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Grasping deformable objects with varying stiffness remains a significant challenge in robotics. Estimating the local stiffness of a target object is important for determining an optimal grasp pose that enables stable pickup without damaging the object. This paper presents a probe-to-grasp manipulation framework for estimating the relative stiffness of objects using a passive soft-rigid two-finger hybrid gripper equipped with self-sensing pneumatic variable-stiffness joints. Each finger of the gripper consists of two rigid links connected by a soft pneumatic ring placed at the joint, enabling both compliant interaction and controllable joint stiffness via internal pressurization. By measuring the pressure inside the pneumatic ring, we can estimate the interaction force during contact. Building on this, we propose a practical probing strategy to infer relative object stiffness by correlating the estimated normal force with known gripper closing displacement. We validate the self-sensing model through stiffness characterization experiments across bending angles and pressure ranges, and demonstrate stiffness-aware probing-and-grasping in real-life applications: selecting grasp locations on fruits with spatially varying stiffness. The proposed system offers a minimal, low-cost sensing approach for stiffness-aware soft manipulation while retaining probing and grasping capability.
• Abstract（参考訳）: 変形可能な物体を様々な剛性で移植することは、ロボティクスにおいて重要な課題である。 対象物の局所剛性を推定することは、対象物を傷つけることなく安定したピックアップを可能にする最適な把握ポーズを決定するために重要である。 本稿では, 空気圧可変剛性ジョイントを備えた受動軟剛性2フィンガーハイブリッドグリップを用いて, 物体の相対剛性を推定するためのプローブ・トゥ・グラフ操作フレームワークを提案する。 握手の各指は、関節に配置された柔らかい空気圧リングで接続された2つの剛性リンクで構成されており、内部加圧による適合性相互作用と制御可能な関節剛性の両方を可能にする。 空気圧リング内の圧力を測定することにより、接触時の相互作用力を推定できる。 これに基づいて, 推定正規力と既知グリップ閉鎖変位とを相関させて, 相対的物体剛性を推定するための実用的探索手法を提案する。 本研究では, 実生応用における剛性評価実験による自己知覚モデルの有効性を検証し, 空間的に異なる剛性を有する果実の把持位置を選択する。 提案方式は, 剛性に配慮したソフト操作に対して, 探索と把握能力を維持しつつ, 最小かつ低コストなセンシング手法を提供する。

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