Continuum and soft robots can positively impact diverse sectors, from biomedical applications to marine and space exploration, thanks to their potential to adaptively interact with unstructured environments. However, the complex mechanics exhibited by these robots pose diverse challenges in modeling and control. Reduced order continuum mechanical models based on rod theories have emerged as a promising framework, striking a balance between accurately capturing deformations of slender bodies and computational efficiency. This review paper explores rod-based models and control strategies for continuum and soft robots. In particular, it summarizes the mathematical background underlying the four main rod theories applied in soft robotics. Then, it categorizes the literature on rod models applied to continuum and soft robots based on deformation classes, actuation technology, or robot type. Finally, it reviews recent model-based and learning-based control strategies leveraging rod models. The comprehensive review includes a critical discussion of the trends, advantages, limits, and possible future developments of rod models. This paper could guide researchers intending to simulate and control new soft robots and provide feedback to the design and manufacturing community.


翻译:连续体和软体机器人因其具备与非结构化环境自适应交互的潜力,可在生物医学应用、海洋及太空探索等多个领域产生积极影响。然而,这些机器人所展现的复杂力学特性给建模与控制带来了诸多挑战。基于杆理论的降阶连续介质力学模型已成为一种前景广阔的框架,在精确捕捉细长体变形与计算效率之间取得了良好平衡。本综述论文探讨了用于连续体和软体机器人的基于杆的模型及控制策略。具体而言,本文首先总结了应用于软体机器人学的四种主要杆理论背后的数学基础。随后,根据变形类别、驱动技术或机器人类型,对应用于连续体和软体机器人的杆模型文献进行了分类。最后,综述了近期利用杆模型的基于模型与基于学习的控制策略。本综述包含对杆模型的发展趋势、优势、局限及未来可能发展的批判性讨论。本文可为旨在模拟和控制新型软体机器人的研究人员提供指导,并为设计与制造领域提供反馈。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
55+阅读 · 2020年3月16日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
51+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文 | YOLO(You Only Look Once)目标检测
七月在线实验室
14+阅读 · 2017年12月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
52+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:48
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
7+阅读 · 今天8:46
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
9+阅读 · 今天5:37
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
7+阅读 · 今天5:35
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天5:24
相关资讯
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文 | YOLO(You Only Look Once)目标检测
七月在线实验室
14+阅读 · 2017年12月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
52+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员