論文の概要: Shape Sensing of Continuum Robots using Direct Laser Writing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19265v1
- Date: Wed, 17 Jun 2026 16:41:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-18 17:16:51.277862
- Title: Shape Sensing of Continuum Robots using Direct Laser Writing
- Title（参考訳）: 直接レーザーによる連続ロボットの形状センシング
- Authors: Amber K. Rothe, Nidhi Malhotra, Jaydev P. Desai,
- Abstract要約: フレキシブルな連続体継手とDLWセンサを同一のレーザーと同一のセットアップで1つのモノリシック構造として加工する方法を実証する。
ロボット関節における閉ループ制御を実現するために,DLWセンサを用いて3度未満の追従誤差を実現する方法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.102846336724103
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Continuum robots offer a promising approach for minimally invasive and natural-orifice surgical procedures due to their inherent compliance and dexterity. However, this flexibility also makes estimating the current shape of the robot challenging. Several approaches have been used to reconstruct the shape of these robots, including imaging, optical sensing, magnetic sensing, and resistive sensing. Strain sensors fabricated using direct laser writing (DLW) could provide an alternative sensing method. This technique involves using a laser to induce carbonization of certain polymers to create graphene patterns, such as strain sensors. In this paper, we demonstrate how a flexible continuum joint and a DLW sensor can be machined as one monolithic structure using the same laser and the same setup. The fabricated sensors are characterized using linear and nonlinear models, which are used to predict the joint angle with error as low as 1.76 degrees. Furthermore, we demonstrate how a DLW sensor can be used to implement closed-loop control in a robotic joint, achieving tracking error under 3 degrees.
- Abstract（参考訳）: 連続ロボットは、その固有のコンプライアンスと繊細さのために、最小限に侵襲的で自然な外科手術に有望なアプローチを提供する。
しかし、この柔軟性により、ロボットの現在の形状を推定するのも困難である。
これらのロボットの形状を再構築するためには、画像、光センシング、磁気センシング、抵抗センシングなど、いくつかのアプローチが用いられている。
直接レーザーライティング(DLW)を用いて作製されたひずみセンサは、代替のセンシング方法を提供する。
この技術は、レーザーを用いて特定のポリマーの炭素化を誘導し、ひずみセンサーのようなグラフェンパターンを生成する。
本稿では, フレキシブルな連続体継手とDLWセンサを同一のレーザと同一のセットアップで1つのモノリシック構造として加工できることを実証する。
製造されたセンサは、線形および非線形モデルを用いて特徴付けられ、これは誤差が1.76度以下の関節角度を予測するのに使用される。
さらに,ロボット関節における閉ループ制御の実装において,DLWセンサが3度未満の追従誤差を達成できることを示す。
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