高層ビル点検の空飛ぶ作業者が誕生、中国のロボット研究者が設計

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Image by MENG Xiangdong

中国科学院のMeng Xiangdong氏が2019年11月8日、物理的に対象物に接触が可能な飛行ロボットシステムを開発したと発表した。研究成果は国際学会『the 2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems』において発表されている。

世界中で高層ビルの建設が増加するものの、修理とメンテナンスには危険や困難があり、大きな課題となっている。そこで研究者らは、フレキシブルにミッションに適応する飛行ロボットシステムを開発した。

新しい飛行ロボットは、立法枠状のエンドエフェクターを持つ1自由度のマニピュレーターと6ローターUAV(無人航空機)システムで構成される。障害物を避けたり、壁面の溝を飛び越えたりするなどでき、壁を登るタイプの高層ビル用ロボットより優れているという。飛行中の操作も可能だ。

一般に飛行ロボットは、外力の影響を大きく受けやすいので、力の制御の仕方は最も重要な問題である。そのことから、今回開発された飛行ロボットは、全システムの接触力を力学センサーなしで、正確に制御できるように設計された。

新しい飛行ロボットは閉ループ制御を有する。バネ系システムの動きのようにロボットを制御できるように、弾性係数をパラメーターによって簡単に変更できるように設計されている。バネ系システムとしてロボットを制御することで、接触プロセスは安全にコントロールできる。

実証実験では、接触の際に力加減を正確に制御し、部屋の照明スイッチをスムーズに切り替えた。別の実験も実施したが、その時は、ロボットをガラス壁に沿って滑らかに動かし、一定の圧力をかけ、マニピュレーターに取り付けたペンで、研究所の名前である「SIA」と書き込ませた。

高層ビルの定期的な検査は非常に危険で費用がかかり、現在ではゴンドラシステムを利用して人間が行っている。将来は新システムがより安全に、より効率良く作業を進めることが期待される。

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A “Worker” That Flies: Chinese Researchers Design Novel Flying Robot

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