Avian-Inspired Claws Enable Robot Perching or Walking

要約

マルチモーダル UAV (無人航空機) が 2 つ以上のモード (飛行と歩行、または飛行と停止) を実行できることはほとんどありません。
しかし、飛んだり、止まったり、歩いたりできるようになれば、動作範囲が拡大し、さらに有用性が向上する可能性があります。
たとえば、航空機ロボットは長距離を飛行し、高い場所に止まって周囲を調査し、その後、飛行を妨げる可能性のある障害物を避けるために歩いて移動できます。
鳥はこれら 3 つのタスクを実行できるため、同じことを実行するロボットがどのように開発されるかを示す実践的な例となります。
この論文では、UAV が受動的に止まったり、歩いたりできるようにする、鳥類にヒントを得た特殊な爪の設計を紹介します。
重要な革新は、ホバーマン リンケージ レッグとフィン レイ クローの組み合わせで、UAV の重量を利用してクローを止まり木の周りに巻き付けたり、反対方向に過伸展して上向きに湾曲した形状を形成したりして安定した陸上移動を実現します。
車両の重量を利用した設計のため、作動不足の設計は軽量かつ低出力です。
爪が含まれているため、45g の爪は 700g の UAV を止まり木にほぼ 20 度の角度で保持することができます。
乱雑な環境により飛行が妨げられ、長時間のミッションが必要となるシナリオでは、飛行、止まり木、歩行のこのような組み合わせが重要です。

要約(オリジナル)

Multimodal UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) are rarely capable of more than two modalities, i.e., flying and walking or flying and perching. However, being able to fly, perch, and walk could further improve their usefulness by expanding their operating envelope. For instance, an aerial robot could fly a long distance, perch in a high place to survey the surroundings, then walk to avoid obstacles that could potentially inhibit flight. Birds are capable of these three tasks, and so offer a practical example of how a robot might be developed to do the same. In this paper, we present a specialized avian-inspired claw design to enable UAVs to perch passively or walk. The key innovation is the combination of a Hoberman linkage leg with Fin Ray claw that uses the weight of the UAV to wrap the claw around a perch, or hyperextend it in the opposite direction to form a curved-up shape for stable terrestrial locomotion. Because the design uses the weight of the vehicle, the underactuated design is lightweight and low power. With the inclusion of talons, the 45g claws are capable of holding a 700g UAV to an almost 20-degree angle on a perch. In scenarios where cluttered environments impede flight and long mission times are required, such a combination of flying, perching, and walking is critical.

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