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Visual Servoing Control of a Tendon-driven Soft Robotic Neck

Deutschmann, Bastian und Akim, Milan und Della Santina, Cosimo (2025) Visual Servoing Control of a Tendon-driven Soft Robotic Neck. IFAC-PapersOnLine, 59 (18), Seiten 145-150. IFAC Secretariat. doi: 10.1016/j.ifacol.2025.10.211. ISSN 2405-8963.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896325016106

Kurzfassung

Generating precise motions with continuum soft robots calls for ways of closing the loop through nonconventional sensors - like cameras. This paper considers, for the first time, model-based visual servoing control of tendon-driven continuum soft robots. We take into account both regulation and trajectory tracking. We especially focus on a system inspired by the human neck, which employs an eye-in-hand configuration. The considered control architecture maps visual feedback to motor commands using the overall system's Jacobian, aiming for accurate end-effector (i.e., robot's head) positioning. This is made possible by blending classic results in visual serving with reduced-order models for continuum soft robots. In this work, we place significant focus on evaluating the controller's effectiveness on the physical prototype, for which we develop a tailored testing setup, which is a novel contribution of this work. Central to this setup is a tendon-driven soft robotic neck. We extensively characterize the control algorithm's performance for several control gains and different operational scenarios. We show that incorporating feedforward velocity estimation into the controller consistently improves performance in trajectory tracking tasks.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/223565/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Visual Servoing Control of a Tendon-driven Soft Robotic Neck
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Deutschmann, BastianBastian.Deutschmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9139-5719NICHT SPEZIFIZIERT
Akim, Milanmilan.akim (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Della Santina, CosimoCosimo.DellaSantina (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1067-1134NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 November 2025
Erschienen in:IFAC-PapersOnLine
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:59
DOI:10.1016/j.ifacol.2025.10.211
Seitenbereich:Seiten 145-150
Verlag:IFAC Secretariat
ISSN:2405-8963
Status:veröffentlicht
Stichwörter:soft robots
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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)
Hinterlegt von: Strobl, Dr.-Ing. Klaus H.
Hinterlegt am:23 Mär 2026 08:41
Letzte Änderung:23 Mär 2026 08:41

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