ネズミのような軽快なロボットはいつか検査を行うことができる

脚式ロボットは、実際のアプリケーションでの使用に非常に有望ですが、狭いスペースでの操作は依然として困難です。環境への適応性を高めるための1つの解決策は、複数の動作を実行し、ペイロードを運ぶことができる小型の生体模倣ロボットを設計することです。この場合、洞窟に住むネズミは、その比類のない敏捷性と適応性のために大きな注目を集めています。ラットの形態や運動特性を模倣しようと多くの努力が払われてきました。

最近、中国の北京理工大学のQing Shi教授が率いるチームが、新しいロボットラット名SQuRo（小型四足ロボットラット）を開発しました。

Shi教授のチームは、動きや行動を再現できるロボットを開発しました。バイオインスパイアードデザインを通じて、彼らは複数のラットのような行動が可能な車輪付きロボットラットを開発しました。最近、彼らは動きの敏捷性をさらに高めるために車輪を脚に置き換えました。この研究では、ジャーナル IEEE Transactions on Roboticsに掲載されています。 実験結果から、脚式ロボットSQuRoは、狭い空間内で実際のネズミの動きを模倣できることが明らかになりました。

ラットは細長い体と比類のない敏捷性のために狭いスペースに適応することができます。動きの敏捷性を模倣するために、チームは洞窟内を移動するラットの形態と動きの特性を最大限に活用しました。チームは最初にラットのキームーブメントジョイント（KMJ）を抽出し、（自由度）DOF構成を完了しました。具体的には、手足の動きを再現するために各手足に2つのDOF、腰に2つのDOF、頭に2つのDOFを設計して、柔軟な脊椎の動きを再現しました。 SQuRoは、長くて柔軟な背骨の恩恵を受けて、体を曲げてすばやく向きを変えることができます。

ロボットラットは、ラットの形態をコピーするだけでなく、ラットの運動特性も備えています。この目的のために、チームは、ラットと同様のマルチモーダルモーションを実現するための階層型開ループコントローラーを提案しました。制御フレームワークは主に3つの層で構成されています。1）4つの基本的な動作モードを備え、制御変数と床反力（GRF）の間に直接的な関係を確立したマルチモーションプランナー。 2）安定性と作動限界を考慮したパラメータの最適化。 3）各関節の軌道生成。制御フレームワークにより、俊敏な動きと高速な移行が可能になります。

生体模倣の柔軟な構造とマルチモーダルモーションコントロールにより、SQuRoはしゃがんで立ったり、歩いたり、這ったり、曲がったりするなどのさまざまなモーションを実行でき、手足や頸部を制御して重心を適切に調整することで、転倒後に回復できます。質量（CoM）。また、フィールドテストにより、SQuRoは不規則な狭い通路（内幅90mm）を通過し、高さ30mmの障害物を通過し、傾斜15°の斜面で安定した移動を実現し、その可能性を示しています。狭いスペース内の検査タスクへの適用。

同様の規模の最先端の四足ロボットと比較して、新しく開発されたSQuRoは、比較的長く、スリムなボディと軽量です。本体長さ0.48の最小回転半径は、他のロボットに比べてはるかに小さくなっています。さらに、SQuRoは、自重の91％に相当する負荷をかけた後でも安定した移動を実現でき、小型の四足ロボットと比較して優れたペイロード運搬を実現します。これらの機能により、SQuRoは狭いスペースや起伏の多い地形を機敏に通過し、関連するシナリオでの検出や輸送などのタスクを実行できます。

詳細については、IEEE TransactionsonRoboticsのRuoxiTianまでお問い合わせください。このメールアドレスはスパムボットから保護されています。表示するにはJavaScriptを有効にする必要があります。