| Project/Area Number |
20K04408
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
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| Research Institution | Tohoku University (2022-2023)
Institute of Physical and Chemical Research (2020-2021) |
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Principal Investigator |
Okada Yoshito 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 (10713000)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 飛行ロボット / マルチコプタ / 再帰推力構造 / モジュラーロボット / ドローン |
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| Outline of Research at the Start |
再帰推力構造の大型・高積載・低危害のマルチコプタの構成法および制御法を確立し,人間が搭乗できる空飛ぶじゅうたんレベルの可搬重量および安定性を実現する.再帰推力構造のマルチコプタは,『マルチコプタを推力とするマルチコプタ』の繰り返し構造として構成される.本研究ではまず,危害性の低い小型マルチコプタ用部品で繰り返し構造を構築するための構成法を明らかにする.また,超多ロータで人間等の動物体を安定に浮上させるための制御法も研究する.
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| Outline of Final Research Achievements |
Recursive thrust structures for a large, high-payload, low-hazard aerial robot were researched. Specifically, simulations and a physical model of an aerial robot constructed with a recursive structure of 'multicopters powered by multicopters' were developed. Flight control for the recursive structure was also devised and implemented, confirming stable flight. Furthermore, a method to probabilistically integrate the measurements from multiple sensors recursively placed within the structure to obtain more accurate estimates was studied. In simulations, it was confirmed that integrating measurements from multiple inertial sensors enables highly accurate state estimation of the aerial robot.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
インフラ点検や物流，災害対応といったアプリケーションにおいて，大型・高積載の飛行ロボット（ドローン）が求められている．一方でそのようなドローンを少数の大径ロータで構成した場合，ロータ1つ当たりの出力が大きくなるため，事故時の危害性が高くなってしまう．本研究は多数の低出力ロータを用いて大型・高積載の飛行ロボットを構成・制御するための研究であり，社会的意義が大きい．また，大型飛行ロボットの構成法に関する研究はほとんど行われておらず，学術的意義も大きい．
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