SpaceHopper: A Small-Scale Legged Robot for Exploring Low-Gravity Celestial Bodies

要約

私たちは、将来の小惑星や衛星の移動探査のために設計された 3 脚の小型ロボット、SpaceHopper を紹介します。
ロボットの重量は 5.2 kg、本体サイズは 245 mm ですが、宇宙認定のコンポーネントを使用しています。
さらに、SpaceHopper の設計と制御は、飛行フェーズを延長した動的移動モードの調査に適しています。
このシステムは、ジャイロスコープやフライホイールの代わりに、その 3 本の脚を使用して、飛行中に着陸に備えて機体の向きを変更します。
深層強化学習ポリシーを使用して、向きを変えるための脚の動きを制御します。
セレスの重力 (0.029g) のシミュレーションでは、ロボットは最大 6 メートル離れた指示された位置に確実にジャンプできます。
私たちの実際の実験では、SpaceHopper が回転ジンバル内で 9.7 度以内で安全な着陸方向に正常に向きを変え、地球の重力の中でカウンターウェイト設定でジャンプできることが示されています。
全体として、私たちは SpaceHopper が低重力環境での制御されたジャンプ移動に向けた重要なステップであると考えています。

要約(オリジナル)

We present SpaceHopper, a three-legged, small-scale robot designed for future mobile exploration of asteroids and moons. The robot weighs 5.2kg and has a body size of 245mm while using space-qualifiable components. Furthermore, SpaceHopper’s design and controls make it well-adapted for investigating dynamic locomotion modes with extended flight-phases. Instead of gyroscopes or fly-wheels, the system uses its three legs to reorient the body during flight in preparation for landing. We control the leg motion for reorientation using Deep Reinforcement Learning policies. In a simulation of Ceres’ gravity (0.029g), the robot can reliably jump to commanded positions up to 6m away. Our real-world experiments show that SpaceHopper can successfully reorient to a safe landing orientation within 9.7 degree inside a rotational gimbal and jump in a counterweight setup in Earth’s gravity. Overall, we consider SpaceHopper an important step towards controlled jumping locomotion in low-gravity environments.

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