SPIBOT: A Drone-Tethered Mobile Gripper for Robust Aerial Object Retrieval in Dynamic Environments

要約

実際の現場での作業では、空中把握システムは、強風、表面の変化、重い荷物を扱う必要性などの動的環境において重大な課題に直面します。
特に重量物を扱う場合、ドローンの強力なプロペラが接近する対象物を誤って吹き飛ばしてしまう可能性があり、作業はさらに困難になります。
これらの課題に対処するために、当社は SPIBOT を導入します。SPIBOT は、堅牢で安定した自律的なターゲット回収のために設計された、新しいドローン接続モバイル グリッパー システムです。
SPIBOT は、クモのようにテザーを介して動作し、ドローンがターゲットから安全な距離を維持できるようにします。
SPIBOTは、安定した移動性と確実な把握力を両立するために、6本の脚とロボットとミッションの状態を推定するセンサーを搭載しています。
他の六脚ロボットと比較して体積と重量が軽減されるように設計されているため、ドローンの下に簡単に収納し、必要に応じて巻き取ることができます。
2024 MBZIRC マリタイム グランド チャレンジ用に設計された SPIBOT は、船の移動デッキの非常に動的な条件下で 1 kg の目標物体を回収するように構築されています。
このシステムには、ミッション目標への近さと環境条件に基づいてロボットの行動を動的に調整するリアルタイム行動選択アルゴリズムが統合されており、迅速かつ堅牢なミッション実行が可能になります。
湖上のポンツーン、草地、海岸の砂の上のゴムマットなど、さまざまな地形での実験結果は、ターゲットを効率的かつ確実に回収する SPIBOT の能力を実証しています。
SPIBOT は、不規則な初期状態やドローンによってもたらされるノイズの多い情報に対処する場合でも、ターゲットに迅速に収束し、その任務を完了します。

要約(オリジナル)

In real-world field operations, aerial grasping systems face significant challenges in dynamic environments due to strong winds, shifting surfaces, and the need to handle heavy loads. Particularly when dealing with heavy objects, the powerful propellers of the drone can inadvertently blow the target object away as it approaches, making the task even more difficult. To address these challenges, we introduce SPIBOT, a novel drone-tethered mobile gripper system designed for robust and stable autonomous target retrieval. SPIBOT operates via a tether, much like a spider, allowing the drone to maintain a safe distance from the target. To ensure both stable mobility and secure grasping capabilities, SPIBOT is equipped with six legs and sensors to estimate the robot’s and mission’s states. It is designed with a reduced volume and weight compared to other hexapod robots, allowing it to be easily stowed under the drone and reeled in as needed. Designed for the 2024 MBZIRC Maritime Grand Challenge, SPIBOT is built to retrieve a 1kg target object in the highly dynamic conditions of the moving deck of a ship. This system integrates a real-time action selection algorithm that dynamically adjusts the robot’s actions based on proximity to the mission goal and environmental conditions, enabling rapid and robust mission execution. Experimental results across various terrains, including a pontoon on a lake, a grass field, and rubber mats on coastal sand, demonstrate SPIBOT’s ability to efficiently and reliably retrieve targets. SPIBOT swiftly converges on the target and completes its mission, even when dealing with irregular initial states and noisy information introduced by the drone.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google