Low-cost soft robotic gripper – combining textile sensors and a lightweight hybrid CNN–LSTM model

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作者
Duc Trung Nguyen,Chi Cuong Vu,Thi Quynh Nhu Tran,Ca Van PHAN
出处
期刊:Materials & Design [Elsevier BV]
卷期号:270: 117008-117008
标识
DOI:10.1016/j.matdes.2026.117008
摘要

Soft robotic grippers are compliant systems for object manipulation and interaction. However, most existing studies focus on individual components, such as materials or structural design, with limited system-level integration. This work presents a soft gripper system that integrates textile-based sensing, compliant actuation, and embedded machine learning within a unified architecture. The CNT-textile stretch sensor exhibits a gauge factor of 5.7 and stable operation over 5000 repeated loading cycles. The pressure sensor, with a thickness of 0.77 mm, achieves a sensitivity of 0.47 kPa −1 , a response/recovery time of 60/55 ms, and durability exceeding 5000 cycles. The soft fingers are fabricated from 3D-printed TPU with a fin-ray structure, enabling adaptive and conformal grasping. A lightweight convolutional neural network–long short-term memory (CNN–LSTM) model (1.09 MB) is deployed on edge hardware for object classification, achieving an overall accuracy of 95.68%. All sensing, preprocessing, and inference processes are executed locally on the embedded platform. A label-only transmission strategy is adopted, reducing payload size by approximately 99.6% compared with raw data streaming. The proposed system features a simple architecture, low fabrication cost, and high reproducibility. It provides a scalable and efficient framework for intelligent soft robotic manipulation with strong potential for practical deployment.

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