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、安全ネットの配備など、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す。
人間の介入に代わる優れた代替手段として、登山ロボットが提供されます。
文献に存在するさまざまなソリューションは、要件の難しさ (ナビゲーション、重いペイロード、タスク実行の柔軟性) の点で十分ではありません。
本稿では、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します。
私たちのソリューションは、ロープにぶら下がり、伸縮可能な脚を使って山の壁から飛び降りるロボットに基づいています。
当社の機械ソリューションのパッケージは、動作計画と制御のために開発されたアルゴリズムと合わせて、不規則で急な斜面での迅速なナビゲーション、重要な自然の障壁を克服または回避する可能性、および重いペイロードを運搬して複雑なタスクを実行する能力を提供します。
この論文では、主な設計とアルゴリズムの選択について完全に説明し、物理的にシミュレートされた多数のシナリオを通じてソリューションの実現可能性を示します。

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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