Constraint-based Simulation of Passive Suction Cups

Autor: Antonin Bernardin, Eulalie Coevoet, Paul Kry, Sheldon Andrews, Christian Duriez, Maud Marchal
Přispěvatelé: Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Inria Rennes – Bretagne Atlantique, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université de Rennes (UR), McGill University = Université McGill [Montréal, Canada], Ecole de Technologie Supérieure [Montréal] (ETS), Inria Lille - Nord Europe, Centrale Lille, Université de Lille, Deformable Robots Simulation Team (DEFROST ), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille - UMR 9189 (CRIStAL), Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sensor-based and interactive robotics (RAINBOW), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-RÉALITÉ VIRTUELLE, HUMAINS VIRTUELS, INTERACTIONS ET ROBOTIQUE (IRISA-D5), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes [INSA Rennes], Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires [IRISA], Université de Rennes [UR], Ecole de Technologie Supérieure [Montréal] [ETS], Deformable Robots Simulation Team [DEFROST ], Sensor-based and interactive robotics [RAINBOW]
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: ACM Transactions on Graphics
ACM Transactions on Graphics, 2023, 42 (1), pp.1-14. ⟨10.1145/3551889⟩
ISSN: 0730-0301
1557-7368
DOI: 10.1145/3551889⟩
Popis: International audience; In this paper, we propose a physics-based model of suction phenomenon to achieve simulation of deformable objects like suction cups. Our model uses a constraint-based formulation to simulate the variations of pressure inside suction cups. The respective internal pressures are represented as pressure constraints which are coupled with anti-interpenetration and friction constraints. Furthermore, our method is able to detect multiple air cavities using information from collision detection. We solve the pressure constraints based on the ideal gas law while considering several cavity states. We test our model with a number of scenarios reflecting a variety of uses, for instance, a spring loaded jumping toy, a manipulator performing a pick and place task, and an octopus tentacle grasping a soda can. We also evaluate the ability of our model to reproduce the physics of suction cups of varying shapes, lifting objects of different masses, and sliding on a slippery surface. The results show promise for various applications such as the simulation in soft robotics and computer animation.
Databáze: OpenAIRE
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