Rapid deployment of humanoid robots from the sky over disaster sites

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02119
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
• Research Institution: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• Principal Investigator: Tsujita Teppei 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (40554473)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 大祐 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (40344692) ; 安孫子 聡子 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40560660) ; 近野 敦 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (90250688) ; 山田 俊輔 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (90516220)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ヒューマノイドロボット / 運動知能 / パラシュート / 衝撃 / 空力 / マルチボディダイナミクス

Outline of Final Research Achievements

For anticipation of disaster response, a mechanical analysis was conducted with the assumption of deploying humanoid robots from the sky using a parachute, like human operations. A robot equipped with a flexible joint and a soft outer shell was developed, and the relationship between its motion and the impact acceleration at landing was analyzed. Additionally, a simulator capable of conducting numerical simulations of flexible joints and soft exteriors was developed for generating robot motion in a virtual environment. Furthermore, by using a wind tunnel to simulate the state of the robot falling at a constant speed in the air, and by measuring the fluidic forces acting on each robot model with varying postures and velocity, the aerodynamic characteristics of robots with limbs were clarified.

Free Research Field

ロボット工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

東日本大震災等の経験を踏まえ，現在数多くの災害対応ロボットの研究開発がなされている．特に，人間の生活空間で人命救助や作業を行うには，人間の形状に似たヒューマノイドロボットが適しており開発が盛んに行われている．しかし，災害現場でのタスク実現方法については盛んに議論がなされているが，いかにロボットを災害現場に送り届けるかといった重要な問題については議論が少ない．そこで，本研究では震災後のように瓦礫等で地上からは到着できないケースでも対応可能なロボットの投入方法について検討した．