AquaMILR+: Design of an untethered limbless robot for complex aquatic terrain navigation

要約

この論文では、複雑な水中環境で機敏なナビゲーションを行うために設計された、テグリングのない手足のないロボット、AquaMILR+ について紹介します。
このロボットは、多くの鰓状遊泳生物の筋骨格作動をモデル化した両側作動機構を備えており、移動波を頭から尾まで伝播させ、開放的な流体の波状遊泳を可能にします。
この作動メカニズムは機械的知能を採用しており、障害物との相互作用時のロボットの操縦性を高めています。
AquaMILR+ には、ウナギとウミヘビの浮き袋と肺の構造にヒントを得たコンパクトな深度制御システムも含まれています。
この機構は、注射器と伸縮親ねじによって駆動され、ほとんどの鰓状水泳ロボットでは実現が難しい深さとピッチの制御機能を可能にします。
フィンやテールなどの追加構造により、安定性と推進効率がさらに向上します。
オープンウォーターと屋内の 2D および 3D の異種水生環境の両方でのテストでは、AquaMILR+ の機能が強調され、捜索救助や深海探査などの複雑な水中作業に有望なシステムが示唆されています。

要約(オリジナル)

This paper presents AquaMILR+, an untethered limbless robot designed for agile navigation in complex aquatic environments. The robot features a bilateral actuation mechanism that models musculoskeletal actuation in many anguilliform swimming organisms which propagates a moving wave from head to tail allowing open fluid undulatory swimming. This actuation mechanism employs mechanical intelligence, enhancing the robot’s maneuverability when interacting with obstacles. AquaMILR+ also includes a compact depth control system inspired by the swim bladder and lung structures of eels and sea snakes. The mechanism, driven by a syringe and telescoping leadscrew, enables depth and pitch control-capabilities that are difficult for most anguilliform swimming robots to achieve. Additional structures, such as fins and a tail, further improve stability and propulsion efficiency. Our tests in both open water and indoor 2D and 3D heterogeneous aquatic environments highlight AquaMILR+’s capabilities and suggest a promising system for complex underwater tasks such as search and rescue and deep-sea exploration.

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