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Piecewise Affine Curvature model: a Reduced-Order Model for Soft Robot-Environment Interaction Beyond PCC

Stella, Francesco und Guan, Qinghua und Della Santina, Cosimo und Hughes, Josie (2023) Piecewise Affine Curvature model: a Reduced-Order Model for Soft Robot-Environment Interaction Beyond PCC. In: 2023 IEEE International Conference on Soft Robotics, RoboSoft 2023, Seiten 1-7. IEEE. 2023 IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft), 2023-04-03 - 2023-04-07, Singapore, Singapore. doi: 10.1109/RoboSoft55895.2023.10121939. ISBN 979-835033222-3. ISSN 2769-4526.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10121939

Kurzfassung

Soft robot are celebrated for their propensity to enable compliant and complex robot-environment interactions. Soft robotic manipulators, or slender continuum structure robots have the potential to exploit these interactions to enable new exploration and manipulation capabilities and safe human-robot interactions. However, the interactions, or perturbations by external forces cause the soft structure to deform in an infinite degree of freedom (DOF) space. To control such system, reduced order models are needed; typically models consider piecewise sections of constant curvature although external forces often deform the structure out of the constant curvature hypothesis. In this work we perform an analysis of the trade-off between computational treatability and modelling accuracy. We then propose a new kinematic model, the Piecewise Affine Curvature (PAC) which we validate theoretically and experimentally showing that this higher-order model better captures the configuration of a soft continuum body robot when perturbed by the external forces. In comparison to the current state of the art Piecewise Constant Curvature (PCC) model we demonstrate up to 30% reduction in error for the end position of a soft continuum body robot.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197518/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Piecewise Affine Curvature model: a Reduced-Order Model for Soft Robot-Environment Interaction Beyond PCC
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Stella, FrancescoCREATE Lab, EPFLNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guan, QinghuaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Della Santina, CosimoCosimo.DellaSantina (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1067-1134NICHT SPEZIFIZIERT
Hughes, JosieCREATE Lab, EPFLNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Mai 2023
Erschienen in:2023 IEEE International Conference on Soft Robotics, RoboSoft 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/RoboSoft55895.2023.10121939
Seitenbereich:Seiten 1-7
Verlag:IEEE
ISSN:2769-4526
ISBN:979-835033222-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:soft robots
Veranstaltungstitel:2023 IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft)
Veranstaltungsort:Singapore, Singapore
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 April 2023
Veranstaltungsende:7 April 2023
Veranstalter :IEEE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Strobl, Dr. Klaus H.
Hinterlegt am:24 Sep 2023 06:27
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:57

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