Acquisition of adsorption walking using the ceiling effect by a multileg aerial robot for inspections

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本研究では，ロータをマニピュレータの各リンクに分散配置した機体を用いることで高所現場において従来の飛行ロボットでは困難とされてきた作業の実現を目指す．その際，構造物にロータの吸引力を用いて吸着することで飛行ロボットの作業を行う上で大きな課題とされている空間定位性能を向上するとともに，ロータ分散機構によりアームの関節に加わる負荷を軽減することで手先の到達範囲や発揮力の向上に繋げる手法を提案した．昨年度は飛行マニピュレータの機体全体の構成および環境接触時における推力の流体力学に基づくモデル化により飛行及び接触制御手法の提案を行ってきた．本年度は昨年度の成果を踏まえ，手先性能に着目した指標を導入することで前年度の機体におけるロータ構成や配置の最適化を行うとともに，動作生成手法についての提案を行った．アーム手先の位置・姿勢の生成では従来手法に飛行ロボット特有の問題である推力や気流の干渉等の制約を考慮した手法を考案した．さらに，目的の作業効率を高めるため手先が到達可能な空間と発揮力に加え，足部の配置可能な領域を機体搭載カメラによる認識を用いて考慮する設置位置最適化手法や，アームの関節トルクとロータ推力を複合的に利用する新たな手先力制御手法についても提案した．以上よりなるロータ分散型飛行マニピュレータシステムを用いて検証実験を行い，昨年度までに実現していた平面天井への接触に加えて側壁や傾斜壁さらには凹凸環境の存在する壁面にも安定して接触できることを明らかにした．作業実験では，実際の屋内天井付近の高所現場においてこれまでの飛行ロボットでは困難であると考えられる安定したドリル操作による壁面構成部材のサンプリングに加え，壁面の剥離やひび割れ等の補修を想定した塗装作業，工場等でのガス漏れを確認するためのバルブの開閉動作が可能であることも明らかにした．