論文の概要: Modeling and Control of a Pneumatic Morphing Soft Quadrotor based on the SOFA Framework for Dynamic Soft Robotic Simulation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.21031v2
- Date: Fri, 22 May 2026 15:32:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-25 14:44:53.710919
- Title: Modeling and Control of a Pneumatic Morphing Soft Quadrotor based on the SOFA Framework for Dynamic Soft Robotic Simulation
- Title（参考訳）: 動的ソフトロボットシミュレーションのためのSOFAフレームワークに基づく空気圧式モーフィングソフト擬似ロボットのモデリングと制御
- Authors: F. Labra Caso, V. Sumathy, P. Ferrentino, B. Vanderborght, J. Haluska, G. Nikolakopoulos,
- Abstract要約: 本稿では, ソフトボディモデリングのための新しいSOFAベースの有限要素法と, 空気圧変圧器の動的シミュレーションと制御について述べる。
提案手法は,従来の四元数力学の物理的解釈可能性と制御構造を保存する。
空気圧アームの制御された動的挙動と変形能力を研究するために,比例積分制御器を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.821201617799525
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This article presents a novel SOFA based finite element method for the soft body modeling and the corresponding dynamic simulation and control of a pneumatic morphing soft quadrotor. The proposed modeling preserves the physical interpretability and control structure of traditional quadrotor dynamics, while capturing the complex, time-varying behavior of pneumatically actuated soft arms. In SOFA, the soft pneumatically actuated arms are discretized as a tetrahedral mesh following an elastic material law that produces internal forces adequate to the real dynamic behavior of the body. Pneumatic actuation governed by both periodic and error-based control signals is applied within the internal cavities to analyze the morphing capability. Finally, a proportional-integral controller is proposed to study the controlled dynamic behavior and morphing capabilities of the pneumatic arm, wherein the pneumatic actuation to the soft arm is controlled to achieve the desired target position. The simulation results show the effectiveness of the proposed novel modeling framework and the related controller design.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, ソフトボディモデリングのための新しいSOFAベースの有限要素法と, 空気圧変圧器の動的シミュレーションと制御について述べる。
提案手法は, 空気圧作動するソフトアームの複雑な時間変動挙動を捉えながら, 従来の四重項力学の物理的解釈可能性と制御構造を保存する。
SOFAでは、柔らかい空気圧作動アームは、体内の実際の動的挙動に適する内部力を生み出す弾性物質法則に従って四面体メッシュとして識別される。
内部キャビティ内に周期的および誤差に基づく制御信号によって制御される空気圧アクチュエーターを適用し、モーフィング能力を解析する。
最後に, 空気圧アームの動的挙動とモーフィング特性を制御し, 所望の目標位置を達成するために, 空気圧アームへの空気圧作動を制御した比例積分制御器を提案する。
シミュレーションの結果,提案する新しいモデリングフレームワークと関連するコントローラ設計の有効性が示された。
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