論文の概要: Anthropomimetic Soft Robotic Forearm with Independently Articulated Carpal Bones Enabling Human-Like Adaptive Stiffness Modulability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.29176v2
• Date: Mon, 28 Sep 2026 01:49:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-29 21:31:51.782584
• Title: Anthropomimetic Soft Robotic Forearm with Independently Articulated Carpal Bones Enabling Human-Like Adaptive Stiffness Modulability
• Title（参考訳）: 人型適応剛性調節性を有する手根骨を独立に固定した人造血性軟部ロボット前腕の1例
• Abstract要約: 人間の手首は適応的な剛性調節性を示すが、その根底にある形態的要因はいまだ不明である。 解剖学的に正確な人為的軟部ロボット前腕を8個独立に可動する手根骨を作製した。 3つの骨格構成にまたがる4つの筋活動パターンの下で手関節硬さを測定した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8338950557194913
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The human wrist exhibits adaptive stiffness modulability: joint stiffness anisotropy can be actively regulated through muscle co-contraction. This functionality is essential for stable manipulation, yet the underlying morphological factors remain unclear. To identify these factors, we developed an anatomically accurate anthropomimetic soft robotic forearm comprising eight independently movable carpal bones interconnected by ligaments, 22 actuated muscles, and compliant fingertips. We measured wrist joint stiffness under four muscle activation patterns across three skeletal configurations: anatomically normal carpal bones, a fused proximal carpal row, and a geometric ellipsoidal skeleton. The stiffness ellipse exhibited low stiffness along the dart-throwing motion (DTM) direction when finger muscles were activated, but high stiffness along the same direction when wrist and finger muscles were activated simultaneously. These results agree with previously reported human measurements, demonstrating that precise anatomical replication reproduces human-like stiffness modulability. Fusing the proximal carpal row eliminated the low DTM-direction stiffness under finger muscle activation, while the geometric ellipsoidal skeleton showed poor stiffness ellipse reorientation across all conditions. Carpal bone motion analysis revealed significantly opposing coupling patterns between wrist and finger muscles at the proximal carpal row, accompanied by a consistent but non-significant trend at the midcarpal joint, providing a mechanical explanation for this modulation. These findings demonstrate that carpal bone morphology plays a dominant role in human wrist stiffness modulation and provide design principles for humanoid robot wrists.
• Abstract（参考訳）: ヒト手首は適応性のある剛性調節性を示し、関節剛性異方性は筋肉の共収縮によって活発に制御される。 この機能は安定した操作には不可欠であるが、根底にある形態的要因はいまだ不明である。 これらの因子を同定するために, 解剖学的に正確な人為的軟部ロボット前腕を開発し, 靭帯と22個の運動筋, および適合指先とを相互に連結した8つの独立可動手根骨について検討した。 解剖学的に正常な手根骨,融合した近位手根列,幾何学的楕円体骨格の3つの骨格構成において,4つの筋活動パターンの下で手関節硬さを測定した。 硬度楕円は指筋の活性化時にDTM方向に沿って低剛性を示したが,手首筋と指筋を同時に活性化すると同じ方向に沿って高剛性を示した。 これらの結果は以前に報告されたヒトの計測結果と一致し、正確な解剖学的複製がヒトのような硬さの調節性を再現することを示した。 近位手根列を固定すると指筋活動下での低DTM方向の剛性は消失し, 幾何学的楕円体骨格はあらゆる条件において剛性楕円形再配向が低かった。 手根骨の運動解析では手首と手指の関節の結合パターンが近位手根手列で有意に異なっており,手根中手関節における一貫した傾向がみられ,機械的説明が得られた。 これらの結果から,手根骨形態がヒト手首の剛性調節に重要な役割を担い,ヒューマノイドロボット手首の設計原理が示唆された。

関連論文リスト

• MCR-Bionic Hand: Anatomical Structural Priors for Dexterous Manipulation [4.182865215052935]
  ヒトの手の器用さは、骨、靭帯、腱、アポニューロス、内在筋の物理的構造に部分的にエンコードされている。 この研究は、コントリビューションを2種類の構造的インテリジェンスとして記述している。 MCR-Bionic Handは、2列8個の骨手首、クロス・手首腱、解剖学的屈曲路、掌側プレートおよび側方靭帯制約、背側伸筋フード、内在筋路を一体化した1:1筋骨格式バイオミメティックハンドとして開発された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-06-11T17:20:15Z)
• SOMA: From Surface Observations to Muscle Anatomy [55.23576061150391]
  RGBカメラを用いて得られた表面信号から生体時相筋の挙動を推定する人特有のモデルであるSOMAを提案する。 本手法は従来のシミュレーションの複雑さを伴わずに,解剖学的に基底付けられたアニメーションをいかに提供するかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-06-08T09:20:46Z)
• Dynamics Computation of Soft-Rigid Hybrid-Link System and Its Application to Motion Analysis of an Athlete Wearing Sport Prosthesis [2.858227487978669]
  我々は,剛体リンクとソフトボディを統合したハイブリッドリンクシステムを構築した。 ハイブリッドリンクシステムの逆運動学をモーションキャプチャーデータからの運動再構成に適用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-05-13T08:49:44Z)
• Landing-Induced Viscoelastic Changes in an Anthropomimetic Foot Joint Structure are Modulated by Foot Structure and Posture [2.8338950557194913]
  人間の足の骨格形状を再現する人為的な足の構造を構築した。 本研究では, 骨格構造と姿勢が粘弾性応答に及ぼす影響について検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-21T04:16:54Z)
• RIM Hand : A Robotic Hand with an Accurate Carpometacarpal Joint and Nitinol-Supported Skeletal Structure [5.931460902786287]
  RIMハンド(RIM Hand)は、手根手根手関節を正確に再現する生体模倣ロボットハンドである。 フル・トゥ・メタカル解剖学をモデル化することにより、腱駆動指による現実的な手のひら変形を可能にする。 柔軟なシリコーン皮膚により、接触摩擦と接触面積が増大し、多様な物体を安定的につかむことができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-01-20T08:48:04Z)
• Geometry-Aware Losses for Structure-Preserving Text-to-Sign Language Generation [14.94145299705437]
  手話翻訳は、難聴者や難聴者に対して効果的なコミュニケーションを可能にする上で重要な役割を担っている。 以前の手法では、人間の骨格運動の解剖学的制約や調整パターンを無視することが多かった。 骨格関節間の関係を明示的にモデル化する新しいアプローチを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-27T00:06:17Z)
• Reinforcement learning-based motion imitation for physiologically plausible musculoskeletal motor control [47.423243831156285]
  筋運動制御の理解を深めるために,モデルフリー運動模倣フレームワーク(KINESIS)を提案する。 我々は,KINESISが1.9時間のモーションキャプチャデータに対して強い模倣性能を達成できることを実証した。 キネシスはヒトの筋活動とよく相関する筋活動パターンを生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-18T18:37:49Z)
• MS-MANO: Enabling Hand Pose Tracking with Biomechanical Constraints [50.61346764110482]
  筋骨格系と学習可能なパラメトリックハンドモデルMANOを統合し,MS-MANOを作成する。 このモデルは骨格系を駆動する筋肉と腱の力学をエミュレートし、結果として生じるトルク軌跡に生理学的に現実的な制約を与える。 また,マルチ層パーセプトロンネットワークによる初期推定ポーズを改良する,ループ式ポーズ改善フレームワークBioPRを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-16T02:18:18Z)
• Skeleton2Humanoid: Animating Simulated Characters for Physically-plausible Motion In-betweening [59.88594294676711]
  現代の深層学習に基づく運動合成アプローチは、合成された運動の物理的妥当性をほとんど考慮していない。 テスト時に物理指向の動作補正を行うシステムSkeleton2Humanoid'を提案する。 挑戦的なLaFAN1データセットの実験は、物理的妥当性と精度の両方の観点から、我々のシステムが先行手法を著しく上回っていることを示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-09T16:15:34Z)
• Imposing Temporal Consistency on Deep Monocular Body Shape and Pose Estimation [67.23327074124855]
  本稿では,適合過程における時間的制約の統合に対するエレガントな解法を提案する。 我々は、顎ポーズ、表情、指ポーズを含む人物の形状と動きを表す一連の身体モデルのパラメーターを導出する。 本手法は,表情や手話を含む画像系列からリアルな3次元体モデルの導出を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-07T11:11:55Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。