論文の概要: PC7 Model: Dynamics of Expanding and Contracting Soft Robots using Piece-wise Constant 7D Deformation Based on Similarity Transformation Group
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.14586v1
- Date: Sat, 10 Oct 2026 05:04:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-20 12:48:36.595734
- Title: PC7 Model: Dynamics of Expanding and Contracting Soft Robots using Piece-wise Constant 7D Deformation Based on Similarity Transformation Group
- Title(参考訳): PC7モデル:類似性変換グループに基づくPiece-wise Constant 7D変形を用いた拡張・収縮型ソフトロボットのダイナミクス
- Abstract要約: 本稿では,PC7モデルと命名された新しいソフトロボットモデルを提案する。
PC7モデルは、例えば人工筋肉アクチュエータの伸縮変形を表すことができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.274915755738124
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper proposes a novel soft robot model named piece-wise constant 7D deformation (PC7) model that can represent expanding and contracting deformation of, for example, artificial muscle actuator. In the proposed model, we newly define the 7D deformation vector based on SIM(3) - 3D similarity transformation group - whereas a 6D deformation vector was defined for Cosserat rod based on SE(3) - the special Euclid group - in the piece-wise constant strain (PCS) model proposed in the previous study. The additional dimension of the 7D deformation vector represents expanding and contracting deformation, which comes from the scaling parameter in SIM(3). Common mathematical properties between SE(3) and SIM(3) allow us to directly extend the kinematics and dynamics of the PCS model to those of the PC7 model. In particular, we derive the dynamical equation of the PC7 model based on Euler-Poincare equation in a mathematically precise manner. We validate the proposed model through dynamical simulations assuming a thin cylinder structure or McKibben-type artificial muscle actuator.
- Abstract(参考訳): 本稿では,例えば人工筋肉アクチュエータの伸縮変形を表現できる,ピースワイド定数7D変形(PC7)モデルを提案する。
提案モデルでは, SIM(3)-3次元類似度変換群に基づく7次元変形ベクトルを新たに定義する一方, 前報で提案したピースワイド定数ひずみ(PCS)モデルにおいて, 特殊ユークリッド群であるSE(3)に基づいて6次元変形ベクトルをコセラットロッドに対して定義した。
7次元変形ベクトルの付加次元は、SIM(3)のスケーリングパラメータから生じる膨張および収縮変形を表す。
SE(3) と SIM(3) の共通な数学的性質により,PCS モデルの運動学と力学を直接 PC7 モデルに拡張することができる。
特に、数学的に正確な方法でオイラー・ポアンケア方程式に基づくPC7モデルの力学方程式を導出する。
我々は, 細いシリンダー構造やマッキベン型人工筋肉アクチュエータを仮定した力学シミュレーションにより, 提案モデルの有効性を検証した。
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