論文の概要: Soft Pneumatic Actuators for Soft Robotics: A Motion-Based Review of Actuation Mechanisms and Performance Trade-offs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.25109v1
- Date: Sun, 24 May 2026 14:49:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-26 19:50:18.831059
- Title: Soft Pneumatic Actuators for Soft Robotics: A Motion-Based Review of Actuation Mechanisms and Performance Trade-offs
- Title（参考訳）: ソフトロボティクスのためのソフト空気圧アクチュエータ:アクティベーション機構と性能トレードオフのモーションベースレビュー
- Authors: Mohammed Abboodi,
- Abstract要約: 本報告では, ソフト空気圧アクチュエータを4つの動作クラスを生成する設計戦略に従って検討する。
デザインの選択が運動の出力、力の生成、空気の需要、再現性、耐久性、製造困難、ロボットの統合にどのように影響するかを論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Soft pneumatic actuators are widely used in soft robotics because they can produce large motions while remaining compliant enough to interact safely with objects, environments, and the human body. However, their performance is not solely determined by pressure. Instead, the response depends on the way the actuator is built, including the shape of its chambers, the placement of reinforcements, the use of folds, material stiffness, and the constraints that guide its deformation. As the literature has expanded, it has become more difficult to determine which mechanism is most suitable for a given application and which reported results can be compared across studies. This review examines soft pneumatic actuators according to the design strategies used to generate four motion classes: linear, bending, twisting, and omnidirectional actuation. For each class, it analyzes the structural features that define the deformation path, including braid angle, fold geometry, fiber orientation, chamber arrangement, structural asymmetry, and internal constraint layers. It then discusses how the design choice affect motion output, force generation, air demand, repeatability, durability, fabrication difficulty, and robotic integration. The review further identifies key conditions that must be considered when selecting or comparing actuators, including pressure, loading condition, actuator size, pneumatic supply, and hysteresis This approach helps explain why actuators with similar motion outputs may differ substantially in design requirements, pneumatic demand, and practical suitability. It also highlights the design priorities needed for compact, efficient, repeatable, and deployable soft pneumatic systems in wearable, biomedical, and mobile robotic applications.
- Abstract（参考訳）: 柔らかい空気圧アクチュエータは、物体や環境、人体と安全に対話できるほどコンプライアンスを維持しながら、大きな動きを生成できるため、ソフトロボティクスで広く使われている。
しかし、その性能は圧力によってのみ決定されるわけではない。
代わりに、反応はアクチュエータの作り方によって異なり、チェンバーの形状、補強の配置、折り畳みの使用、材質の硬さ、変形を導く制約などである。
文献が拡大するにつれて、どのメカニズムが与えられたアプリケーションに最も適しているか、どの報告結果が研究全体で比較できるのかを判断することがより難しくなってきた。
本総説では, 線形, 曲げ, ねじれ, 全方位の4種類の運動クラスを生成するための設計戦略に従って, ソフト空気圧アクチュエータについて検討する。
各クラスについて、ブレイド角、折り畳み幾何学、繊維配向、室内配置、構造的非対称性、内部拘束層を含む変形経路を定義する構造的特徴を解析する。
次に、設計選択が運動の出力、力の生成、空気の需要、再現性、耐久性、製造困難、ロボットの統合にどのように影響するかを論じる。
また, 圧力, 負荷条件, アクチュエータサイズ, 空気供給量, ヒステリシスなど, アクチュエータの選択や比較において考慮すべき重要な条件を明らかにした。
また、ウェアラブル、バイオメディカル、移動ロボットアプリケーションにおいて、コンパクトで、効率的で、繰り返し可能で、デプロイ可能なソフト空気圧システムに必要な設計上の優先順位を強調している。
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