低次元FEMベースのサロゲートモデリングによる汎用タスク駆動ソフトロボット設計
arXiv cs.RO / 2026/3/23
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要点
- 本論文は、物理的忠実性と計算効率のバランスを取りつつ、汎用的なタスク駆動ソフトロボット設計のための統一的な低次元FEMベースのサロゲートモデリングパイプラインを提案する。
- 高忠実度FEMシミュレーションはモジュールレベルでアクチュレータの挙動を特徴づけ、それに基づいて擬似剛体モデル（PRBM）内で評価するためのコンパクトなサロゲート関節モデルが構築される。
- メタモデルはアクチュレータ設計パラメータをサロゲート表現へ写像し、パラメータ化されたアクチュエータファミリ全体での迅速なインスタンス化を可能にする。
- サロゲートモデルはPRBMベースのシミュレーション環境に組み込まれ、現実的な物理制約の下でタスクレベルの最適化を支援する。
- 本手法は、ベルロー型気圧アクチュエータおよび腱駆動型ソフトフィンガーを含む複数のアクチュエータタイプ間でのsim-to-real移行によって検証され、また2つのタスク駆動設計研究（強化学習によるソフトグリッパーの共同設計、進化的最適化による3Dアクチュエータ形状マッチング）を通じても検証される。
