Tailless Flapping-Wing Robot With Bio-Inspired Elastic Passive Legs for Multi-Modal Locomotion

要約

羽ばたき翼ロボットは、かなりの汎用性を提供します。
ただし、効率的なマルチモーダル移動を達成することは依然として困難です。
このペーパーでは、3つの独立した作動の翼のペアを備えた新しいテールレスフラッピングウィングロボットのデザイン、モデリング、および実験を紹介します。
少年水ストライダーの脚の形態に触発されたこのロボットには、羽ばたき誘発性の振動を方向性の地面の動きに変換するバイオ風の弾性パッシブ脚が組み込まれ、追加のアクチュエーターなしで運動を可能にします。
この振動駆動型メカニズムは、軽量で機械的に単純化されたマルチモーダルモビリティを促進します。
SE（3）ベースのコントローラーは、最小限の作動で飛行とモードの遷移を調整します。
ロボットの実現可能性を検証するために、機能的なプロトタイプが開発され、その飛行、地上移動、およびモードスイッチング機能を評価するための実験が行われました。
結果は、制約された作動の下で満足のいくパフォーマンスを示しており、将来の航空地面ロボットアプリケーションのマルチモーダルフラッピングウィングデザインの可能性を強調しています。
これらの調査結果は、ハイブリッド運動システムにおける周波数ベースの地球制御と受動的なヨーの安定化に関する将来の研究の基盤を提供します。

要約(オリジナル)

Flapping-wing robots offer significant versatility; however, achieving efficient multi-modal locomotion remains challenging. This paper presents the design, modeling, and experimentation of a novel tailless flapping-wing robot with three independently actuated pairs of wings. Inspired by the leg morphology of juvenile water striders, the robot incorporates bio-inspired elastic passive legs that convert flapping-induced vibrations into directional ground movement, enabling locomotion without additional actuators. This vibration-driven mechanism facilitates lightweight, mechanically simplified multi-modal mobility. An SE(3)-based controller coordinates flight and mode transitions with minimal actuation. To validate the robot’s feasibility, a functional prototype was developed, and experiments were conducted to evaluate its flight, ground locomotion, and mode-switching capabilities. Results show satisfactory performance under constrained actuation, highlighting the potential of multi-modal flapping-wing designs for future aerial-ground robotic applications. These findings provide a foundation for future studies on frequency-based terrestrial control and passive yaw stabilization in hybrid locomotion systems.

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