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自律協調ロボット 群龍 BACK TO COLONY ROBOTS

Movie.1 Cooperative step climbing
Movie.2 Cooperative terrain covering

群龍(GR)

(1992年〜)群龍(GR)とは図1の様な移動体に搭載したマニピュレータでたの移動体を把持し連結して移動出来るタイプの群ロボットである。このような着脱可能な群ロボットのアイデアは古い。しかし実用上には大きな問題があった。それは実際の使用状況で自由に連結分離できる着脱機構は大がかりで重くなってしまい、それを装備すると着脱はできてもその他の機能性に大きな制約が出てしまいかねなかった点である。

 群龍は各ロボットに搭載すべき必要不可欠な作業用マニピュレータを連結機構にも兼用することでこの問題を解決しようとしたものである。自由度の高いマニピュレータで仲間の後部を把持して群ロボットになる群龍は、実質的には連結機構を装備していないことに相当し機能性が高い。そして連結状態の群龍は、

i)単体では乗り越えられない障害物を乗り越えられる。図2のようにクレバスに先頭ロボットが落ちても後続ロボットが落下を防止できる。

ii)図3のように凹凸面では全体としての重心の上下動が少なくなり移動のエネルギ効率が良い。

iii) 冗長システムであるので信頼性、保全性を高めることが出来る、

などの特性を有する。そのため、将来的には未知の惑星を探査するローバー、災害現場で一団となって作業する人命救助ロボット、林業ロボットなどに有効に利用できる形態であると考えられる。

 図4はダミーのアームで構成した第1次モデルGR-I。各ユニットの全長は520mm、重量13kg。ユニットの左右のクローラは差動機構で本体に連結され、地形に適応した姿勢を取れるようになっている。図5のように1台では踏破できない凹凸面を群れの効果で容易に走行する性能を発揮している。

Fig.1 Autonomous and cooperative robot GR

Fig.2 Safe motion of connected GR over the crevices

Fig.3 Smoothing effect of up and down motion by the conneted GR over rough terrain

Fig.4 Primary model GR-I

Fig.5 Terrain adaptive motion

References:

  1. Shigeo Hirose, Takaya Shirasu and Fumihiko E. Fukushima; A Proposal for Cooperative Robot "Gunryu" Composed of Autonomous Segments, Proc. IROS'94,, pp.1532-1538(1994)
  2. Shigeo Hirose, Naritoshi Ootsukasa, Takaya Shirasu, Hiroyuki Kuwahara, and Kan Yoneda : Fundamental Considerations for the Design of a Planetaty Rover, Proc. ICRA, Nagoya, pp.1934-1944 (1995)
  3. Shigeo Hirose, Takaya Shirasu and Edwardo F. Fukushima; Proposal For Cooperative Robot ``Gunryu'' Composed of Autonomous Segments, Robotics and Autonomous Systems, vol. 17, pp. 107-118, (1996)
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