RI: Small: Collaborative Research: A Modular Approach to Robot Systems Incorporating Compliant and Soft Elements

RI:小型:协作研究:结合合规和软元件的机器人系统模块化方法

基本信息

  • 批准号:
    1718075
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 21万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-09-01 至 2021-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Biological systems can demonstrate impressive energy efficient manipulation, from picking up fragile objects to lifting heavy weights. To do so, they rely on building blocks of varying stiffness, such as bones and muscles. Inspired by these biological systems, this project is investigating the combination of "stiff" and "soft" robotic components, creating novel "hybrids" that exploit the advantages, and conceal the inherent weaknesses, of the individual technologies. Such "hybrids" aim to bring safe and practical soft robotics to previously inaccessible domains and applications, including urban search/rescue, disaster relief, and assistance for the elderly and people with disabilities. The project will also promote robotics among underrepresented groups at both DePaul and Clemson.The project is collaboratively designing, modeling, creating, and demonstrating a series of innovative soft, modular robots. The modules are exploiting the hard/soft component interaction and constrained actuator arrangement to control stiffness independently from bending. Exploiting modularity, these robots can reassemble, or "evolve", into different manipulators and locomotors. The project is developing a unified design and optimization framework to optimize, per user specifications, the composition of hard/soft modules and optimal sensor placement. Resulting modules are fabricated and assembled into a variety of robotic configurations to demonstrate the importance of stiffness modulation in dealing with unforeseen circumstances. Using these modules, the project is also creating a sophisticated physical platform for providing new theoretical insights and innovative operational modes for soft modular robots, as well as demonstrating the fundamentals of morphological computation. Morphological computation utilizes physical body properties (e.g., stiffness and bending shape) as a computational resource that can share the burden of control to optimize stability and locomotion efficiency in real-time. This thrust is exploiting the intrinsic resonant motions of modular systems, via stiffness and shape modulation, to minimize energy loss and improve stability.
生物系统可以展示令人印象深刻的节能操作,从捡起易碎的物体到举起重物。 要做到这一点,它们依赖于不同硬度的构建块,如骨骼和肌肉。 受这些生物系统的启发,该项目正在研究“硬”和“软”机器人组件的组合,创造新的“混合体”,利用个别技术的优势,并隐藏固有的弱点。这种“混合体”旨在将安全实用的软机器人技术引入以前无法进入的领域和应用,包括城市搜索/救援,救灾以及对老年人和残疾人的援助。 该项目还将在德保罗和克莱姆森的代表性不足的群体中推广机器人技术。该项目正在合作设计,建模,创建和展示一系列创新的软模块化机器人。这些模块利用硬/软部件相互作用和受约束的致动器布置来独立于弯曲控制刚度。利用模块化,这些机器人可以重新组装,或“进化”成不同的操纵器和运动。该项目正在开发一个统一的设计和优化框架,以根据用户规格优化硬/软模块的组成和最佳传感器放置。由此产生的模块制造和组装成各种机器人配置,以证明刚度调制在处理不可预见的情况下的重要性。使用这些模块,该项目还创建了一个复杂的物理平台,为软模块化机器人提供新的理论见解和创新的操作模式,并展示了形态计算的基本原理。形态计算利用物理身体属性(例如,刚度和弯曲形状)作为计算资源,其可以分担控制负担以实时优化稳定性和运动效率。这种推力是利用模块化系统的固有共振运动,通过刚度和形状调制,以最大限度地减少能量损失和提高稳定性。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Encoder-less Robot Control for Space Operations with Continuum Robots
用于 Continuum 机器人空间操作的无编码器机器人控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Frazaelle, C.G.;Walker, I.D.;AlAttar, A.;Kormushev, P.
  • 通讯作者:
    Kormushev, P.
Center-of-Gravity-Based Approach for Modeling Dynamics of Multisection Continuum Arms
  • DOI:
    10.1109/tro.2019.2921153
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    I. Godage;R. Webster;I. Walker
  • 通讯作者:
    I. Godage;R. Webster;I. Walker
A Discrete-Jointed Robot Model Based Control Strategy for Spatial Continuum Manipulators
Dynamic Control of Multisection Three-Dimensional Continuum Manipulators Based on Virtual Discrete-Jointed Robot Models
  • DOI:
    10.1109/tmech.2020.2999847
  • 发表时间:
    2021-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Wang, Chengshi;Frazelle, Chase G.;Walker, Ian D.
  • 通讯作者:
    Walker, Ian D.
Modeling Variable Curvature Parallel Continuum Robots Using Euler Curves
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Ian Walker其他文献

What do we know about bicycle helmets
关于自行车头盔我们了解多少
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    C. P. Bogerd;P. Halldin;M. Houtenbos;D. Otte;Ian Walker;R. Willinger;D. Shinar
  • 通讯作者:
    D. Shinar
Correction to: Assessing the impact of hurricane Fiona on the coast of PEI National Park and implications for the effectiveness of beach-dune management policies
  • DOI:
    10.1007/s11852-024-01052-3
  • 发表时间:
    2024-06-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.900
  • 作者:
    Robin Davidson-Arnott;Jeff Ollerhead;Elizabeth George;Chris Houser;Bernard Bauer;Patrick Hesp;Ian Walker;Irene Delagado-Fernandez;Danika van Proosdij
  • 通讯作者:
    Danika van Proosdij
Site-directed mutagenesis of dienelactone hydrolase produces dienelactone isomerase
二烯内酯水解酶的定点诱变产生二烯内酯异构酶
  • DOI:
  • 发表时间:
    2000
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ian Walker;C. Easton;D. Ollis
  • 通讯作者:
    D. Ollis
Drug delivery via active transport at the blood-brain barrier: II. Investigation of monocarboxylic acid transport in vitro
通过血脑屏障主动转运进行药物输送:II。
  • DOI:
  • 发表时间:
    1994
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ian Walker;D. Nicholls;W. J. Irwin;S. Freeman
  • 通讯作者:
    S. Freeman
Using affective judgement to increase physical activity in British adults
利用情感判断来增加英国成年人的身体活动
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    A. Forster;Penny Buykx;N. Martin;S. Sadler;B. Southgate;Lauren Rockliffe;Ian Walker
  • 通讯作者:
    Ian Walker

Ian Walker的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Ian Walker', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Plant-Inspired Growing Robots Operating in Multiple Time Scales
协作研究:在多个时间尺度上运行的植物启发种植机器人
  • 批准号:
    2312423
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: HCC: Small: Robot-Rooms: Giving Form to Domestic Activity, On the Go
合作研究:HCC:小型:机器人房间:为旅途中的家庭活动提供形式
  • 批准号:
    2221126
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NRI: FND: 3D Concrete Printing with Macro-Micro Robots
NRI:FND:使用宏观-微观机器人进行 3D 混凝土打印
  • 批准号:
    1924721
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
The Long Term Legacy of School Choice
择校的长期遗产
  • 批准号:
    ES/R003629/1
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Research Grant
RI: Small: Vine-Like Continuum Robots
RI:小型:藤蔓状连续体机器人
  • 批准号:
    1527165
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
TUES Type 1: Robots in Business and Society - A Hands-on Learning Experience
TUES 类型 1:商业和社会中的机器人 - 实践学习体验
  • 批准号:
    1245250
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
II-NEW: Robot Arms for Interactive Perception of Highly Non-Rigid Objects
II-新:用于高度非刚性物体交互式感知的机器人手臂
  • 批准号:
    1305267
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Cold Related Deaths and the Effect of Nudging the Elderly: Evidence from the Longitudinal Studies
与寒冷相关的死亡和轻推老年人的效果:来自纵向研究的证据
  • 批准号:
    ES/K004298/1
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Research Grant
RI: Small: Interactive Perception for Manipulating Non-Rigid Objects
RI:小:操纵非刚性物体的交互式感知
  • 批准号:
    1017007
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RI: Medium: Collaborative Research: Real-Time Continuum Manipulation
RI:媒介:协作研究:实时连续操纵
  • 批准号:
    0904116
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Collaborative Research: RI: Small: Foundations of Few-Round Active Learning
协作研究:RI:小型:少轮主动学习的基础
  • 批准号:
    2313131
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Deep Constrained Learning for Power Systems
合作研究:RI:小型:电力系统的深度约束学习
  • 批准号:
    2345528
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Motion Fields Understanding for Enhanced Long-Range Imaging
合作研究:RI:小型:增强远程成像的运动场理解
  • 批准号:
    2232298
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: End-to-end Learning of Fair and Explainable Schedules for Court Systems
合作研究:RI:小型:法院系统公平且可解释的时间表的端到端学习
  • 批准号:
    2232055
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: End-to-end Learning of Fair and Explainable Schedules for Court Systems
合作研究:RI:小型:法院系统公平且可解释的时间表的端到端学习
  • 批准号:
    2232054
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Motion Fields Understanding for Enhanced Long-Range Imaging
合作研究:RI:小型:增强远程成像的运动场理解
  • 批准号:
    2232300
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Motion Fields Understanding for Enhanced Long-Range Imaging
合作研究:RI:小型:增强远程成像的运动场理解
  • 批准号:
    2232299
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: End-to-end Learning of Fair and Explainable Schedules for Court Systems
合作研究:RI:小型:法院系统公平且可解释的时间表的端到端学习
  • 批准号:
    2334936
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Foundations of Few-Round Active Learning
协作研究:RI:小型:少轮主动学习的基础
  • 批准号:
    2313130
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RI: Small: Collaborative Research: Evolutionary Approach to Optimal Morphology and Control of Transformable Soft Robots
RI:小型:协作研究:可变形软机器人的最佳形态和控制的进化方法
  • 批准号:
    2325491
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 21万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了