Effect of Virtual Mass and Time Delay on the Stability of Haptic Rendering
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
Virtual mass simulation is one of the recent topics in the field of haptic devices (HDs), which can alter the apparent mass of the HD. Simulating negative values of virtual mass leads to a decrease in the apparent effective mass, improving transparency but weakening stability. Positive virtual mass rendering increases the apparent mass, reduces transparency, and enhances stability. This paper analyzes the stability of a haptic device while simulating a virtual environment consisting of a mass, spring, and damper in the presence of a constant time delay. The results are closed-form equations that can predict the stability boundary for small and even large values of virtual damping and time delay. These closed-form equations demonstrate that the maximum renderable virtual mass is twice the physical mass of the HD, and the minimum value equals its negative; both occur in the case of zero time delay. Increasing the time delay reduces both the minimum and maximum values of the renderable virtual mass. The study also shows that using virtual mass can improve the maximum value of a renderable virtual spring. The equations show that, in the absence of delay, properly tuning the virtual mass and virtual damping can enlarge the maximum renderable stiffness by up to 5.8 times in theory. In the experiments under time delay, the stiffness increased by a factor of 3.5, compared to the theoretical prediction of 4.1 times. The results further reveal situations where a nonzero minimum stiffness is required for stability. All findings are validated via simulations and experiments on a dedicated test bed.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle