論文の概要: Active 3D weaves for load-bearing and damage-resilient locomotion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.32099v1
• Date: Sat, 26 Sep 2026 00:09:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 03:12:43.260242
• Title: Active 3D weaves for load-bearing and damage-resilient locomotion
• Title（参考訳）: 耐荷重性・耐損傷性ローコモーションのためのアクティブ3次元織物
• Abstract要約: 活性物質を3次元織物殻に統合してロボット構造を構築するための一般的な枠組みを提案する。 これらのロボット構造は、負荷軸受の高軸剛性、効率的なアクチュエータのための低曲げ剛性、耐損傷性のためのシステムレベルのレジリエンスを組み合わせたものである。 これらの3D織布ロボットは、負荷を70倍の自重に分散することができ、過度な圧縮を受けた後でも繰り返し性能を維持可能であることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The craft of weaving, where different materials are interlaced, has tremendous potential for creating active and functional systems for use in soft robots, prosthetics, wearables, exoskeletons, and more. These textile-like systems are flexible and safe for human-machine interaction; however, this inherent flexibility limits their ability to carry loads, which is essential for many robotic functions. In this work, we introduce a general framework for integrating active materials into three-dimensional (3D) woven shells to create robotic structures that combine high axial stiffness for load bearing, low bending stiffness for efficient actuation, and system-level resilience for damage tolerance. These woven robots can be modularly assembled from 'woven corners', a fundamental unit of 3D woven structures. We use eigenvalue calculations to identify load bearing and actuation mechanisms of the 3D woven structures, and use that information to make five different robots capable of locomotion. We demonstrate that these 3D woven robots can locomote carrying loads 70 times their self-weight, and can maintain repeatable performance even after being subjected to extreme compression. This work is a pathway toward the design, manufacturing, and simulation of future 3D woven robotic systems where load bearing, high stiffness, active functional deformation, locomotion, and system-level resilience are all needed.
• Abstract（参考訳）: さまざまな素材が織り込まれている織機は、ソフトロボット、義肢、ウェアラブル、外骨格などに使われるアクティブで機能的なシステムを作る大きな可能性を秘めている。 これらの繊維のようなシステムは、人間と機械の相互作用に対して柔軟で安全であるが、この固有の柔軟性は、多くのロボット機能に不可欠な負荷を運ぶ能力を制限している。 本研究では,3次元織物シェルに活性物質を一体化して,荷重軸受用高軸方向剛性,効率的なアクチュエータ用低曲げ剛性,耐損傷性のためのシステムレベルレジリエンスを組み合わせたロボット構造を構築するための汎用フレームワークを提案する。 これらの織布ロボットは、3D織布の基本単位である「織布コーナー」からモジュラーに組み立てることができる。 固有値計算を用いて3次元織物構造物の荷重の受け取りとアクティベーション機構を同定し,その情報を用いて移動可能な5つのロボットを製作する。 これらの3D織布ロボットは、負荷を70倍の自重に分散することができ、過度な圧縮を受けた後でも繰り返し性能を維持可能であることを実証する。 この研究は、負荷ベアリング、高剛性、アクティブ機能変形、移動、システムレベルのレジリエンスがすべて必要となる未来の3D織物ロボットの設計、製造、シミュレーションへの道である。

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