論文の概要: A Monolithic Force-Proprioception Soft Acutuator Enabled by Single-Material 3D printing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24499v1
• Date: Mon, 21 Sep 2026 12:40:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-24 15:11:29.386903
• Title: A Monolithic Force-Proprioception Soft Acutuator Enabled by Single-Material 3D printing
• Title（参考訳）: 単磁束3Dプリンティングで実現した単磁束型力覚ソフトアキュータ
• Abstract要約: フォース・プロプライオセプション・ソフト(S)の設計と製造方法は、非対称の折り紙曲げ(AOB)チャンバーとFPSセンサーを単一の材料に統合する。 Sアクチュエータは、40の曲げ角度、12.5Nの出力力と、印加外力が0〜45Nに増大するにつれて抵抗変化が26.9%となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.633323348423361
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Pneumatic proprioceptive actuators integrate actuation and sensing for soft robots that attract interest due to functional potential. Existing approaches often suffer from assembly errors or stress concentrations caused by heterogeneous materials. In this work, we propose the Monolithic Force-Proprioception Soft (MFPS) design and fabrication method that integrates an Asymmetric Origami Bending (AOB) chamber and a Force-Proprioception Soft (FPS) sensor with single material through one-step Fused Deposition Modeling (FDM) fabrication. Based on the resistance response to strain of conductive thermoplastic polyurethane (TPU), we design and analyze the structure of the FPS sensor, and conduct parametric analysis on the sensing characteristics. The FDM fabrication parameters of the MFPS actuator are analyzed, followed by actuator fabrication and characterization of the actuation and proprioception performance. Experimental results show that the MFPS actuator achieves a bending angle of 40°, an output force of 12.5 N, and a resistance change of 26.9% as the applied external force increased from 0 to 45 N. A two-finger force-proprioception gripper is developed based on the MFPS actuator. The grasping and force-proprioception capabilities are experimentally validated, proving that the MFPS design method provides a new approach for the development of self-sensing actuators.
• Abstract（参考訳）: 空気圧受動的アクチュエータは、機能的ポテンシャルによって興味を惹きつけるソフトロボットのアクチュエータとセンサーを統合している。 既存のアプローチは、しばしば異種材料に起因する組立誤差や応力集中に悩まされる。 本研究では,非対称折り紙曲げ(AOB)チャンバとFPSセンサとを一体化したモノリシック力覚ソフト(MFPS)の設計・製造法を提案する。 導電性熱可塑性ポリウレタン (TPU) のひずみに対する抵抗応答に基づいて, FPSセンサの構造を設計・解析し, センサ特性のパラメトリック解析を行った。 MFPSアクチュエータのFDM生成パラメータを解析し,続いてアクチュエータの作製とアクチュエータの動作特性とプロプレセプション性能の評価を行った。 実験結果から,MFPSアクチュエータの曲げ角度は40°,出力力は12.5N,抵抗は26.9%,外力は0～45Nに増加した。 MFPS設計法が自覚アクチュエータの開発に新たなアプローチを提供することを示した。

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