論文の概要: Selective Unit-Cell Actuation in Lattice Structures for Distributed Morphology in Soft Robots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.18704v1
• Date: Wed, 17 Jun 2026 05:35:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-18 17:16:51.019402
• Title: Selective Unit-Cell Actuation in Lattice Structures for Distributed Morphology in Soft Robots
• Title（参考訳）: ソフトロボットにおける分散モルフォロジーのための格子構造の選択単位セルアクチュエータ
• Authors: Trevor Exley, Altair Coutinho, Lucia Beccai,
• Abstract要約: 本稿では, 曲面格子形状と双方向のベローアクチュエータを一体化した空気圧単位セルについて述べる。 振動すると、格子は、大域的な形態が空間的アクチュエーターパターンによって支配される分散アクチュエーター場として機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2752817022620644
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Soft lattice structures are increasingly used in robotics to tailor compliance and guide deformation; however, actuation is typically introduced at the device or module level, with actuators inserted into otherwise passive architectures. In this work, we move actuator-lattice co-design to the unit-cell scale. We present an embedded pneumatic unit cell that integrates curved-strut lattice geometry with a bidirectional bellow actuator within a single monolithic element. When tessellated, the lattice functions as a distributed actuation field in which global morphology is governed by spatial actuation patterns rather than uniform pressurization. Experimental characterization of 1x1, 2x2, and 3x3 tessellations demonstrates scalable displacement and force generation with repeatable cyclic performance. Selective actuation of unit cells in a 3x3x3 array produces distinct global deformation modes, including bending and directional grasping, without altering hardware configuration. Additionally, coupling active and passive unit cells enables bending-driven crawling locomotion, demonstrating that heterogeneous tessellations can translate through asymmetric deformation. These results establish unit-cell-level actuation as a strategy for distributed morphing in lattice-based soft robots and provide a foundation for scalable, monolithic robotic architectures.
• Abstract（参考訳）: ソフト格子構造は、ロボット工学においてコンプライアンスを調整し、変形を導くために使われることが多いが、アクチュエータは一般にデバイスやモジュールレベルで導入される。 本研究では,アクチュエータ-格子共設計を単位セルスケールに移動させる。 本稿では, 曲面格子形状と双方向のベローアクチュエータを一体化した空気圧単位セルについて述べる。 振動すると、格子は均一な加圧ではなく空間的運動パターンによって大域的な形態が支配される分散運動場として機能する。 1x1, 2x2, 3x3テッセルレーションの実験的特性は、繰り返しサイクル性能を有するスケーラブルな変位と力発生を示す。 3x3x3アレイにおける単位セルの選択的アクチュエータは、ハードウェア構成を変更することなく、曲げや方向把握を含む、異なる大域的な変形モードを生成する。 さらに、活性細胞と受動的単位細胞を結合させることで、屈曲駆動のクロール移動が可能となり、不均一なテッセル化が非対称な変形を通じて翻訳できることが証明された。 これらの結果は格子型ソフトロボットの分散モーフィング戦略として単位セルレベルのアクチュエータを確立し、スケーラブルでモノリシックなロボットアーキテクチャの基礎を提供する。

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