Development of a Compact Biomimetic Aerial Manipulator with Manipulation Capabilities

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23K13274
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: ASIGNACION ABNER・JR 千葉大学, 大学院工学研究院, 特任助教 (80973586)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: Flapping wing UAV / light-weight manipulator / learning-based modelling / Vibration suppression

Outline of Annual Research Achievements

昨年、生体模倣ドローンの最先端技術に関する調査が行われ、その後、生体模倣空中ロボティクスの最新トレンドを探るためのワークショップが開催されました。飛行中の操作に最適な設計が特定され、それにより軽量なマニピュレーターとパーチング機構の作成が実現しました。また、飛行中や停止中の操作タスクのための制御システムとアルゴリズムの設計にも注力しました。学習アプローチとしてエコーステートネットワーク（ESN）が使用され、モデルベースの制御システムのための動的モデルを決定するためのブラックボックスモデリングが行われています。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究は順調に進んでいます。最初の課題は、操作のための安定したプラットフォームを特定することです。25gのペイロード制限にもかかわらず、Flapperドローンは有望です。推力を増加させるか、25g未満の軽量マニピュレーターを設計することを目指しています。ダクテッドファンを使用して推力を追加する試みは成功しませんでしたが、補助テールを追加するなど、他の方法を模索しています。25g未満の突き刺しおよびパーチングマニピュレーターを設計し、現在テスト中です。また、エコーステートネットワーク（ESN）ベースの堅牢なコントローラーの実装も進めています。

Strategy for Future Research Activity

私たちには三つの研究方向があります。第一に、最適で軽量かつコンパクトな突き刺しおよびパーチング機構の設計。第二に、尾部の追加、Flapperドローンの翼や構造の再設計、二つのダクテッドファンの追加による推力の増加。最後に、学習ベースの制御システムの実装です。