柔らかい 人工 筋肉 で 動かす 微型 ロボット の 制御 さ れ た 飛行
Yufeng Chen1,2,3, Huichan Zhao4, Jie Mao5,6
1John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA, USA. yufengc@mit.edu.
Nature
|November 6, 2019
まとめ
研究 者 たち は,柔らかい 人工 筋肉 を 用い て,昆虫 の 大きさ の 空 の ロボット を 開発 し まし た. これらのロボットは安定した飛行が可能で 衝突にも耐えており 次世代の機敏なソフトロボットの 可能性を示しています
科学分野:
- ロボット
- 材料科学
- バイオミメティック
背景:
- 昆虫は低慣性で 回復力のある生物学的構造を用いて 混雑した環境で移動します
- 硬いアクチュエータを備えた 現在の昆虫サイズのロボットは 脆弱で 衝撃で損傷を受けやすいのです
- 柔らかいアクチュエータは衝撃抵抗性がありますが,十分な電力密度と飛行制御がありません.
研究 の 目的:
- 柔らかい人工筋肉で動かす 昆虫サイズの空中ロボットを開発する
- 柔らかいアクチュエータで動かすロボットで 安定した上昇と飛行を実現します
- 柔らかいロボットの航空機での衝突抵抗性と回復性を実証する.
主な方法:
- 多層の介電弾性アクチュエータ (100 mg,500 Hz共鳴,600 W/kgの電力密度) が使用されている.
- 非線形変換とダイナミックブークリングのようなソフトアクチュエータの課題を克服する方法を開発しました.
- オフボードのパワーとモーションキャプチャに依存したオープン・ループとクローズド・ループの飛行制御戦略を実装する.
主要な成果:
- パッシブで安定した上昇飛行と 閉環飛行を証明した.
- ロボットは障害物や他の車との衝突を感知し,無傷に耐えることができた.
- ソフトアクチュエータを使用して制御飛行のための十分な電力密度と帯域幅を達成しました.
結論:
- 柔らかい人工筋肉は 機動的で衝突に耐える ロボットを可能にします
- この研究は 次世代のソフトロボットシステムの 基礎をなしています
- 柔軟なアクチュエータを備えた バイオミメティックデザインは 頑丈な空中ロボットを 実現する見込みのあるアプローチです
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