論文の概要: Estimation and Control of Tensegrity Manipulator Kinematics based on Strut Inclination Angles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24535v1
- Date: Mon, 21 Sep 2026 13:07:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-24 15:07:37.390976
- Title: Estimation and Control of Tensegrity Manipulator Kinematics based on Strut Inclination Angles
- Title（参考訳）: ストラット傾斜角に基づく引張マニピュレータ運動量の推定と制御
- Abstract要約: 本研究は、引張型連続体マニピュレータの形状と姿勢制御のための低次モデルを提案する。
提案手法は、慣性測定ユニット(IMU)センサの情報とともに、張力構造の幾何学的制約を利用する最適化問題として定式化されている。
我々の知る限り、本研究はフルスケールのテングレティマニピュレータ上でのリアルタイムIMU形状推定法の実験実験である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Unlike conventional rigid-link robots defined by discrete joints, continuum robots pose a fundamental challenge for expressing their complex continuous bending configurations for closed-loop control. Several modelling approaches have been proposed for conventional continuum robots, but tensegrity-based continuum robots remain largely open. Moreover, many of these approaches assume a continuous elastic backbone and are therefore not directly applicable to tensegrity manipulators, whose bodies are networks of rigid struts and tensioned cables. This work presents a reduced-order model for shape and posture control of a tensegrity-based continuum manipulator. The manipulator is modelled as a serially connected parallel-link mechanism. The proposed method is formulated as an optimization problem that uses geometric constraints of the tensegrity structure together with information from the Inertial Measurement Unit (IMU) sensors embedded in the strut elements. To the best of our knowledge, this work presents the first experimental demonstration of a real-time IMU-based shape estimation method on a full-scale tensegrity manipulator and demonstrates posture control using a simple Proportional-Integral (PI) controller. The results show that the proposed method can estimate the shape of both single-module tensegrity structures and multi-module tensegrity manipulators from arbitrary static configurations and achieve desired postures.
- Abstract（参考訳）: 離散関節で定義された従来の剛体リンクロボットとは異なり、連続ロボットは閉ループ制御のための複雑な連続曲げ構成を表現するために根本的な課題となる。
従来の連続ロボットにはいくつかのモデリング手法が提案されているが、引張力に基づく連続ロボットはほとんどオープンのままである。
さらに、これらのアプローチの多くは連続的な弾性バックボーンを仮定しており、そのため剛体と張力のあるケーブルのネットワークである張力マニピュレータには直接適用されない。
本研究は、引張型連続体マニピュレータの形状と姿勢制御のための低次モデルを提案する。
マニピュレータは直列接続された並列リンク機構としてモデル化される。
提案手法は, ひずみ要素に埋め込まれた慣性測定ユニット(IMU)センサの情報とともに, 引張構造の幾何的制約を用いた最適化問題として定式化されている。
我々の知る限り、本研究では、実時間IMUに基づく形状推定法をフルスケールのテングレティマニピュレータ上で初めて実験し、簡易なProportional-Integral(PI)コントローラを用いた姿勢制御を実証する。
提案手法は,任意の静的構成から単一モジュールの張力構造と多モジュールの張力マニピュレータの形状を推定し,所望の姿勢が得られることを示す。
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