Sustainable Robotic Joints 4D Printing with Variable Stiffness Using Reinforcement Learning

机器人 刚度 控制器(灌溉) 强化学习 计算机科学 可穿戴计算机 软机器人 控制工程 控制理论(社会学) 工程类 模拟 人工智能 控制(管理) 嵌入式系统 结构工程 生物 农学
作者
Moslem Mohammadi,Abbas Z. Kouzani,Mahdi Bodaghi,John M. Long,Suiyang Khoo,Yang Xiang,Ali Zolfagharian
出处
期刊:Robotics and Computer-integrated Manufacturing [Elsevier BV]
卷期号:85: 102636-102636 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.rcim.2023.102636
摘要

Nowadays, a wide range of robots are used in various fields, from car factories to assistant soft robots. In all these applications, effective control of the robot is vital to perform the tasks assigned to them. Soft robots and actuators have several advantages over traditional rigid manipulators, including lower power consumption, lighter weight, safer operation in contact with live tissues, inexpensive manufacturing costs, and quicker movements. However, controlling them is more challenging. This paper presents a three-dimensional (3D) printed structure combined with carbon fibres to provide a stimulus signal, known as four-dimensional (4D) printing. Depending on the application, the structure could provide various levels of stiffness to adapt to new conditions. A nonlinear controller based on reinforcement learning (RL) algorithms is also presented to control the stiffness of soft joints. The controller is tuned based on the mathematical model of the Simulink setup and then applied to the experimental setup. The results show that the RL controller has a high potential to adapt online to various unforeseen conditions. Additionally, this controller offers a significantly reduced lag for specific inputs, such as a sinusoidal signal, while considerably decreasing power consumption in contrast to a linear controller. This is a significant advantage of variable stiffness 4D-pritned soft joints for sustainable and circular robots manufacturing in portable medical and wearable sustainable robotic applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
完美世界的应助被Wu采纳,获得10
刚刚
1秒前
CodeCraft的应助被Andrew采纳,获得10
1秒前
1秒前
星辰完成签到,获得积分10
1秒前
AireenBeryl531的应助被xxf采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
4秒前
Mr.Jian完成签到,获得积分10
5秒前
爱听歌的睫毛完成签到,获得积分10
6秒前
无极微光的应助被拂晓的流星采纳,获得20
6秒前
秋风的应助被笑ige采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.2的应助被笑ige采纳,获得10
6秒前
扎克斯发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
科研通AI6.4的应助被笑ige采纳,获得10
6秒前
限量版小祸害完成签到 ,获得积分10
6秒前
慕青的应助被笑ige采纳,获得10
6秒前
英俊的铭的应助被笑ige采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.2的应助被笑ige采纳,获得10
6秒前
6秒前
哈哈哈哈哈完成签到,获得积分10
6秒前
Wesley完成签到,获得积分10
7秒前
小鱼发布了新的文献求助10
8秒前
我是老大的应助被显眼的尿素采纳,获得10
8秒前
嘿嘿嘿完成签到,获得积分10
9秒前
南山无梅落366完成签到,获得积分10
9秒前
YH发布了新的文献求助10
10秒前
博修发布了新的文献求助10
10秒前
灵巧的大开完成签到,获得积分10
10秒前
LW完成签到 ,获得积分10
10秒前
儒雅的若完成签到 ,获得积分10
10秒前
科研通AI6.2的应助被灝男采纳,获得100
11秒前
echoecho发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
上官若男的应助被爱笑念芹采纳,获得10
12秒前
来一口记忆面包完成签到,获得积分10
12秒前
嘟嘟豆806完成签到 ,获得积分0
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8147684
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9545656
关于积分的说明 21670664
捐赠科研通 7734438
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423602
关于科研通互助平台的介绍 2548578
邀请新用户注册赠送积分活动 2466572