安定性の高い移動が可能なスケート型三足ロボット

ミシガン大学の研究者は最近、何度もひっくり返ることなく周囲を効率的に移動できる三足スケート ロボット SKOOTR を開発しました。 で紹介されたこのロボットは、 紙 プレプリントサーバーに投稿される arXiv他の3本足ロボットよりも安定していることが判明しました。他の3本足ロボットは、体のバランスを良くするための4本目の脚がないために安定性が低いことがよくあります。

「私の研究室の主な焦点は、生物学からインスピレーションを得ることの多いオープンソースのロボットプラットフォームを設計することです」と論文の共著者であるタリア・Y・ムーア氏はTech Xploreに語った。 「このアイデアは、学生のグループの間でオフィスチェアの上で転がりながら思いつきました。受動的に回転するオフィスチェアはどの方向にも簡単に回転でき、滞在中に足を使ってさまざまな操作を実行できることに気づきました。この全方向への操縦性は、 脆い星はどのように方向を変えるのか 泳ぎながら。」

この最近の研究を推進した重要なアイデアは、ボールロボットの操縦性と脚式ロボットの安定性と多用途性を組み合わせることでした。 ヒトデやクモの巣のような放射状に対称な構成を使用すると、ロボットは簡単に方向を変えることができますが、押すことと回転することを同時に行うことによって生じる新しい移動形式を発見する必要があります。 ムーアはこのアイデアを彼女に提案しました 学部生 そしてそのうちの 1 人であるアダム・ハンは、さらに詳しく調査することにしました。

「アダム・ハンは夏の間帰省し、自宅の3Dプリンターを使ってロボットを作りました」とムーア氏は語った。 「私の博士課程の学生の一人、チャレン・エニンフル・アドゥもダイナミクスと制御を手伝ってくれました。その夏、私たちは毎週Zoomで集まり、秋学期が始まるまでに完全に機能するロボットを完成させました。」

ムーア氏とその同僚によって開発されたロボット、SKOOTR は、3 本のロボットの脚の中央に位置する大きな球体で構成されています。 受動的に回転する球体の上には、 中央ハブ そこにはロボットの機能をサポートするすべての電子機器が収納されており、そこから 3 本の脚が生えています。 各脚には屈曲と伸展を制御する 2 つのジョイントがあり、その先端にはハイブリッド接触モードがあります。

「サーボを使用して、受動的に回転するキャスターと滑りにくいゴム足を切り替えます」とムーア氏は説明しました。 「ゴム足は摩擦を与えて脚で地面を押すことができ、ローリングキャスターにより他の脚が転がりながらその位置を維持できるようにします。中央の球体は簡単に飛び出て、さまざまな目的に交換できます。」

SKOOTR ロボットはカスタマイズ可能で、本体の中心にある大きな球体はユーザーの特定のニーズに合わせて簡単に交換できます。 たとえば、中空の球体は物体を保管できるコンテナとして機能し、ロボットが物体を目標の場所に届けることができます。 さらに、球体が重いか軽いかは、ロボットの効率、移動速度、安定性に部分的に影響を与える可能性があります。

「中央の球体と複数の脚の組み合わせにより、SKOOTR は信じられないほど安定しています」とムーア氏は言います。 「私たちはSKOOTRで多くの実験を行ってきましたが、動作中にそれをひっくり返すことは基本的に不可能です。また、「スクート」歩行を見ただけで想像できるよりもはるかに多くのことが可能です。 SKOOTR はその脚で、他の回転ロボットでは困難な障害物を乗り越えることができます。SKOOTR は階段を登ることもできます。」

ムーア氏とその学生たちが行った実験室での実験では、SKOOTR ロボットは非常に優れた性能を発揮し、従来型の設計の他の 3 足ロボットよりも優れた安定性を示しました。 将来的には、このロボットを現実世界の環境に導入してテストし、さまざまなタスクに取り組む能力を調査する可能性があります。

「私たちは現在、ロボットにおける放射状対称性の利点についてさらに学び、新しい移動形態を発見し、ロボットを構築することを計画しています。 オープンソース 他の研究者が簡単に使用できるロボットです」とムーア氏は付け加えました。「タコをより深く理解するためにSKOOTRを使用することに興味を持っている神経科学者の協力者がすでにいます。」

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