Revue : “Modèle cinématique basé sur les données des actionneurs de flexion PneuNets pour les tâches de préhension douce”
Table des matières
La robotique molle est un domaine en vogue de la robotique qui traite de la conception de robots utilisant des matériaux souples qui imitent le comportement des organismes biologiques. Les muscles artificiels pneumatiques sont un type d’actionneurs souples qui ont fait l’objet d’une attention particulière en raison de leur structure simple, de leur faible coût et de leur rapport poids/puissance élevé. Dans cet article, nous examinons un document intitulé “Modèle cinématique basé sur les données des actionneurs de flexion PneuNets pour les tâches de préhension souple”. de Ciprian Lapusan, Olimpiu Hancu et Ciprian Rad, dans lequel les auteurs proposent un modèle cinématique piloté par les données pour estimer la forme et le niveau d’ouverture d’une pince souple PneuNets en fonction du signal de pression appliqué.
Introduction
L’article commence par présenter le concept de robotique douce et les applications potentielles des actionneurs de flexion PneuNets dans les tâches de préhension douce. Les auteurs soulignent les défis associés au contrôle de la forme et de la position de ces actionneurs souples en raison de leur comportement non linéaire et de l’absence de modèles précis. L’une des difficultés liées à l’utilisation des actionneurs de flexion PneuNets est la modélisation précise de leur comportement. Afin de contrôler le mouvement d’un vérin de flexion PneuNets, il est nécessaire de comprendre précisément le comportement du vérin lorsqu’il est soumis à différents niveaux de pression. Ceci est particulièrement important lors de l’utilisation d’actionneurs de flexion PneuNets dans des tâches de préhension douce, où la forme de l’actionneur aura un impact direct sur la capacité du préhenseur à saisir un objet.
Pour relever ce défi, un groupe de chercheurs a proposé un modèle cinématique piloté par les données des actionneurs de flexion PneuNets pour les tâches de préhension souple. Ce modèle utilise un ensemble de fonctions d’approximation dérivées de données expérimentales et un mécanisme sériel équivalent pour estimer le comportement en flexion libre d’un actionneur PneuNets en fonction du signal de pression appliqué.
Le modèle proposé offre plusieurs avantages par rapport aux méthodes précédentes de modélisation des actionneurs de flexion PneuNets. D’une part, il fournit une estimation en temps réel de la forme et du niveau d’ouverture d’une pince souple PneuNets. Il convient donc à la mise en œuvre d’applications en temps réel impliquant la planification de la préhension souple et la reconnaissance de la taille d’objets fragiles de tailles et de formes différentes.
En outre, le modèle proposé est applicable aux algorithmes de commande de flexion sans capteur/autodétection des actionneurs PneuNets. C’est important car cela permet un contrôle plus précis et plus exact du mouvement de l’actionneur, qui à son tour permet un contrôle plus précis et plus exact de la pince.
Les chercheurs ont testé leur modèle sur un actionneur commercial PneuNets à hauteur de chambre décroissante, produit par nous, SoftGripping. Le modèle a été validé par une série d’expériences, au cours desquelles la forme et les déplacements élémentaires ont été mesurés à l’aide d’une technique de traitement d’images numériques. Les données expérimentales et les données estimées à partir du modèle DAK ont été comparées et analysées, respectivement.
Dans l’ensemble, le modèle cinématique piloté par les données proposé pour les actionneurs de flexion PneuNets destinés aux tâches de préhension souple constitue une avancée significative dans le domaine de la robotique souple. En fournissant une estimation en temps réel de la forme et du niveau d’ouverture d’une pince souple PneuNets, ce modèle a le potentiel de permettre un contrôle plus précis et plus exact des pinces souples dans une variété d’applications.
Les auteurs examinent brièvement les méthodes existantes pour modéliser le comportement des muscles artificiels pneumatiques, y compris les modèles analytiques, les modèles numériques et les modèles empiriques. Ils soulignent les limites de ces approches et la nécessité de disposer de modèles plus précis et plus fiables.
Les auteurs proposent un nouveau modèle cinématique d’approximation piloté par les données (DAK) pour estimer la forme et le niveau d’ouverture d’une pince souple PneuNets en fonction du signal de pression appliqué. Le modèle DAK estime le comportement en flexion libre d’un actionneur PneuNets (doigt de préhension souple) sur la base d’un ensemble de fonctions d’approximation dérivées de données expérimentales et d’un mécanisme sériel équivalent qui imite la forme de l’actionneur. Le modèle a été testé pour un actionneur commercial PneuNets à hauteur de chambre décroissante, produit par notre société, SoftGripping.
Validation expérimentale
Les auteurs ont mené des expériences pour valider le modèle DAK proposé. La forme et les déplacements élémentaires ont été mesurés à l’aide d’une technique de traitement d’image numérique. Les données expérimentales et les données estimées à partir du modèle DAK ont été comparées et analysées, respectivement. Les résultats ont montré que le modèle DAK proposé est très précis et peut estimer la forme et le niveau d’ouverture de la pince souple PneuNets dans des applications en temps réel impliquant la planification de la préhension souple et la reconnaissance de la taille d’objets fragiles de tailles et de formes différentes.
Les auteurs ont comparé le modèle DAK qu’ils proposent avec les méthodes existantes de modélisation du comportement des muscles artificiels pneumatiques, y compris les modèles analytiques, les modèles numériques et les modèles empiriques. Les résultats ont montré que le modèle DAK est plus performant que les autres méthodes en termes de précision, de temps de calcul et de faisabilité pour les applications en temps réel.
En conclusion, les auteurs proposent un nouveau modèle cinématique basé sur des données pour estimer la forme et le niveau d’ouverture d’une pince souple PneuNets en fonction du signal de pression appliqué. Le modèle DAK proposé présente une grande précision, un faible temps de calcul et convient aux applications en temps réel impliquant la planification de la préhension souple et la reconnaissance de la taille d’objets fragiles de tailles et de formes différentes. Les résultats expérimentaux valident l’efficacité du modèle proposé, et il surpasse les méthodes existantes pour modéliser le comportement des muscles artificiels pneumatiques.
Par ailleurs, cet article utilise un actionneur SoftGripping de notre magasin :
FAQ
1. Qu'est-ce que la robotique douce ?
La robotique molle est un domaine émergent qui traite de la conception de robots utilisant des matériaux souples qui imitent le comportement des organismes biologiques.
2. Que sont les actionneurs de flexion PneuNets ?
Les actionneurs de flexion PneuNets sont un type d’actionneurs souples qui ont fait l’objet d’une attention particulière en raison de leur structure simple, de leur faible coût et de leur rapport poids/puissance élevé. Ils sont composés d’un tube en élastomère souple qui est gonflé avec de l’air comprimé, ce qui permet au tube de se plier et de générer un mouvement. Les actionneurs de flexion PneuNets ont le potentiel d’être utilisés dans une variété d’applications, y compris la robotique souple, les dispositifs portables et l’ingénierie biomédicale.
La robotique à grande vitesse fait référence à l’utilisation de robots pour effectuer des tâches qui requièrent une vitesse et une précision élevées. Il s’agit par exemple de tâches sur une chaîne de montage ou d’opérations de préparation de commandes.
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A propos de l'auteur
Alexey Stepanyuk
SoftGripping et PneuNets pour la science !
