| 研究課題/領域番号 |
20K04344
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
鈴木 智 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90571274)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 小型無人航空機 / エアリアルマニピュレーション / 非平面マルチロータ / 最適設計 / Peg-in-hole / 非平面マルチロータヘリコプタ / マルチボディダイナミクス / モデル予測制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
小型無人航空機は，強外乱環境下や構造物付近での飛行において多くの問題を抱えており，鳥や昆虫といった生物には遠く及ばない．
本研究では，小型無人航空機と生物の飛行の違いは何かという問いに対し，革新的な小型無人航空機の機体および制御系設計論の基礎を確立することで，その答えに迫る．
本研究は，機械力学・制御論的観点からの生物飛行の本質の解明と制御論的知見に基づく機械設計手法の確立という2つの学術的課題を含む．マルチボディダイナミクスと出力可制御性指標に基づく機体最適設計方法とモデル予測制御に基づく飛行制御により，従来の小型無人航空機では実現不可能であった昆虫や鳥のような卓越した飛行能力を獲得する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，飛行生物のように安定して飛行可能な卓越した小型無人航空機の設計・制御方法を提案した．提案する非平面マルチロータヘリコプタの機体最適設計手法とロバスト制御系設計手法を用いてハチドリ飛行を模したPeg-in-holeタスクを実現するエアリアルマニピュレータシステムを構築し，その有効性を示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で対象としたエアリアルマニピュレーションタスクは，ロボット分野の著名な国際学会における現在のホットトピックであり，本研究はそれらの研究に先駆けて行われており，価値が高い．また，次世代の小型無人航空機の社会的ニーズとして高所作業があり，本研究ではそれらのニーズに十分に答えうる可能性も秘めている．
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