ALPINE: a climbing robot for operations in mountain environments

要約

山の斜面は、不安定な岩や危険な植生の除去、安全ネットの展開など、人間が困難で危険な作業を行う必要がある過酷な環境の好例である。クライミングロボットは、人間の介入を代替することができます。既存の文献にある様々な解決策は、要求される難易度（ナビゲーション、重いペイロード、タスク実行の柔軟性）に対してタスクに対応していない。本論文では、このギャップを埋めることができるロボットプラットフォームを提案する。我々のソリューションは、ロープにぶら下がり、開閉可能な脚を使って山の壁から飛び降りるロボットをベースにしている。運動計画と制御のために開発されたアルゴリズムとともに、我々の機械的ソリューションのパッケージは、不規則で急な斜面での迅速なナビゲーション、大きな自然の障壁の克服や回避の可能性、重いペイロードの運搬や複雑なタスクの実行能力を提供する。本論文では、設計とアルゴリズムの主な選択について詳しく説明し、物理的にシミュレートした多数のシナリオを通じて、このソリューションの実現可能性を示す。

要約(オリジナル)

Mountain slopes are perfect examples of harsh environments in which humans are required to perform difficult and dangerous operations such as removing unstable boulders, dangerous vegetation or deploying safety nets. A good replacement for human intervention can be offered by climbing robots. The different solutions existing in the literature are not up to the task for the difficulty of the requirements (navigation, heavy payloads, flexibility in the execution of the tasks). In this paper, we propose a robotic platform that can fill this gap. Our solution is based on a robot that hangs on ropes, and uses a retractable leg to jump away from the mountain walls. Our package of mechanical solutions, along with the algorithms developed for motion planning and control, delivers swift navigation on irregular and steep slopes, the possibility to overcome or travel around significant natural barriers, and the ability to carry heavy payloads and execute complex tasks. In the paper, we give a full account of our main design and algorithmic choices and show the feasibility of the solution through a large number of physically simulated scenarios.

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