2019 Fiscal Year Annual Research Report
Research and Development of the Separated Spherical Robotic Rolling Shell Mechanism with Hyper Accessibility to Outer Environment
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17H04910
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
多田隈 建二郎 東北大学, タフ・サイバーフィジカルAI研究センター, 准教授 (30508833)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 分割球殻 / ロボット機構 / 機構設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
移動中に被衝突物に衝突したときの衝撃を受け流すことができる移動体として，ジンバル構造を有する移動体が開発されている．しかしながら，従来の球殻構造を有する移動体は，探査活動を行う際に，カメラ画像にフレームが映り込んでしまうという問題があった．画像処理によりこの問題を解決することは可能であるが，外部にアクセスして作業を継続的に行うことは困難である．そのため，新たに考案した分割回転球殻構造により，外部にアクセスしての作業を実現する移動体の構築を本研究の目的としている．本研究で取り組むロボット機構は，橋梁点検時補修作業や，不慮の転倒への対応，エネルギー・空気圧の常時給電などが可能になるといった革新性が著しく高いものである．この球殻機構において，本年度は特に，ロボット実機全体において，球殻の数を，移動体を覆う１つである従来の方式から，さらに拡張させて，ローター（推進部）１つ１つを覆う球殻ロータ方式の実機による飛行実験を行った．さらに，現場運用をスムーズに行うことを考慮した際の，持ち運び性やメンテナンス性の向上に加え，機体剛性およびそこからくる耐久性も考慮した，より実用的な機体の設計と構築を進めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前述したように，当初においては，本研究計画の最終段階としての目標の１つであった，エンドエフェクタとしてのセンサの搭載および，打音アームの搭載にまで成功しており，さらには実際に橋梁という実環境においてさらなる高性能の機体の仕組みを考案して実機動作試験を実施まで進めていることは極めて大きな進捗であり，概ね順調に進展していると判断した．さらに，IEEE系列の世界最大規模の国際会議International Conference on Robotics and Automation2019において，IEEE ICRA Best Paper Award on Robot Mechanisms and Designという機構関連の賞を受賞したことからも，研究の進展および研究内容の質の高さは学会内外からお認めいただいていると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，前述した移動体に搭載可能な，さらに多種多様なエンドエフェクタを考案・具現化し，現場でも活用できる構造に仕上げるために実機実験を通して機体構成の吟味を行う．これにより，さらなる実用化を見据えての実機開発および，その過程で派生する，基礎要素の抽出および原理検証に挑む．
また，搭載するエンドエフェクタとの組み合わせの拡張や移動環境を水中へ拡張することも含めて，この移動体の移動環境を空中に限定することなく，例えば水中や，またサイズを変えての胃腸内などの整体内環境へも視野に入れて拡張することを原理検証として試みる．これは，新規性が常に求められる本研究課題において重要な位置付けのものである．さらには，機体構成に生分解性のプラスチックを用いるなどして，環境で不時着した場合にも環境損傷性の低い機体の構成も実用上の視野に入れる．
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