微小重力環境における転がり・ホップ移動ロボットの運動解析に基づく自律制御則の開拓

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微小重力環境における転がり・ホップ移動ロボットの運動解析に基づく自律制御則の開拓という研究課題の達成に向け、実験やシミュレーションによる転がり移動型ロボットの運動特性の解析と、解析結果に基づく自律探査に向けた行動計画の作成を予定している。本年度、本研究では主に微小重力環境における転がり移動型ロボットの運動解析を行った。前年度に行った、小惑星探査のための転がり移動型ロボットの実験による運動特性の解析に基づき、三次元のシミュレーション環境を新たに構築した。三次元シミュレーションでは、実験では行うことのできない重力加速度のレンジや、小惑星表面の弾性特性、摩擦係数等のパラメータを設定し、詳細な解析を行った。前年度までは、平面でのロボットの運動解析を行ってきたが、本年度は、小惑星の形状を楕円体として近似し、実際の小惑星表面上の運動で考慮される小惑星自身の自転により生ずる遠心力や、コリオリ力を考慮したシミュレーションを行った。更に、小惑星の質量分布を定めることで、平面上でのシミュレーションでは再現できていなかった不均一な重力場の分布も再現した。このような、模擬小惑星表面上での運動をシミュレーションする第一歩として、質点の運動をシミュレートした。いわゆるボールの自由落下の問題のように、ボールをある高さから小惑星表面に向かって落とし、質点の運動が小惑星表面上のどの場所に収束するか解析した。楕円体の質量分布が均一であると仮定した場合、質点は、落下地点に応じて楕円体の北極か南極に収束することが分かった。