生物学的にインスパイアされた昆虫サイズのロボットの制御飛行
Kevin Y Ma1, Pakpong Chirarattananon, Sawyer B Fuller
1School of Engineering and Applied Sciences and the Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard University, Cambridge, MA 02138, USA. kevinma@seas.harvard.edu
Science (New York, N.Y.)
|May 4, 2013
まとめ
研究者は,新しいピエゾ電気アクチュエータと急速なプロトタイピングを使用して,ハエの機敏な飛行を模倣する小さな80ミリグラムの昆虫サイズのロボットを作成しました. この画期的な発見は,高度な小型化と制御戦略を通じて,人工昆虫のような飛行の実現可能性を示しています.
科学分野:
- ロボット工学 ロボット工学 ロボット工学
- バイオインスピレーションによるエンジニアリング
- マイクロメカニクス
背景:
- ハエは驚くべき機動性を発揮し,ロボットによる複製に重大な小型化課題を投げかけています.
- フォーススケーリングの法則は,昆虫サイズのロボットの推進,アクチュエーション,製造のための非常識なアプローチを必要とします.
- 既存のロボットシステムは,小さな昆虫の複雑な飛行ダイナミクスを複製するために苦労しています.
研究 の 目的:
- 生物学的な飛行筋肉を模倣した高電力密度のピエゾ電気アクチュエータを開発する.
- サブミリメートル,屈折ベースのロボットメカニズムのための急速なプロトタイピング方法論を確立する.
- 制御飛行を行うことができる機能的な昆虫規模の羽ばたきロボットを設計し,実証する.
主な方法:
- 推進のための高パワー密度のピエゾ電気飛行筋肉の開発.
- マイクロメカニズムの急速なプロトタイピングのための製造方法の実装.
- フライの形態学に基づいて80ミリグラムの昆虫サイズの羽ばたきロボットを作りました.
- 限られたダイナミック情報を利用するモジュール式飛行制御システムの適用.
主要な成果:
- 安定したホービングと,縛られた状態で基本的な制御飛行マニュアルの実証.
- 効率的で高電力密度のマイクロ推進のためのピエゾ電気アクチュエータの検証.
- 機能的で,関節のある,屈曲ベースのサブミリメートルロボットシステムの作成.
- 束縛された環境の中で無制限の飛行能力を達成しました.
結論:
- 開発されたイノベーションは,人工的な,昆虫のような飛行を達成するのに十分です.
- この研究は,バイオインスピレーションによる設計とマイクロロボティクスの高度な製造の可能性を検証しています.
- この研究は,高度に機敏で,昆虫のスケールで飛行するロボットの将来の開発に道を開きます.
