棒にぶら下がってエネルギーを温存するドローン
棒にぶら下がってエネルギーを温存するドローン / Credit:Adaptive Robotics Lab(Youtube)_A Mechanically Intelligent and Passive Gripper(2022)
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コウモリのように枝にぶら下がって休憩できるドローンが登場!

2022.06.18 Saturday

Unpowered MIP gripper allows drones to passively perch and grasp https://newatlas.com/drones/mip-gripper-drones-perch-grasp/
A Mechanically Intelligent and Passive Gripper for Aerial Perching and Grasping https://ieeexplore.ieee.org/document/9789150

ドローンは人間が立ち入れない危険な地域でも活躍できますが、稼働時間の短さが課題となってきました。

重量や消費電力の関係から、どうしても長時間ホバリングしたり飛び続けたりできないのです。

そこでアメリカ・コロラド州立大学(Colorado State University)機械工学科に所属するジアンゴ・ジャオ氏ら研究チームは、消費電力なしで物体をつかめるグリッパー(gripper:くわえ爪)を開発しました。

このグリッパーを装着したドローンは、まるでコウモリみたいに枝ぶら下がって休憩することができ、電力を温存することができます。

研究の詳細は、2022年6月6日付の科学誌『IEEE/ASME Transactions on Mechatronics』に掲載されました。

機械仕掛けで動作する省エネグリッパー

グリッパーはUFOキャッチャーのアームのようにフィンガーを開閉させて、ものをつかむデバイスです。

そして従来のグリッパーでは、開閉のためにモーターなどの動力が用いられてきました。

従来のグリッパーは電力などで動く
従来のグリッパーは電力などで動く / Credit:Depositphotos

重たいものをつかんで離さないため、また開閉のタイミングを任意で操作するためには、どうしても電力などの外部エネルギーが必要だったのです。

一般的なマシンであれば、外部エネルギーで動くグリッパーを装着しても、特に問題はありません。

しかし稼働時間を課題としているドローンでは、この余分な消費電力が足を引っ張ることになります。

では、軽くてほとんどエネルギーを消費しないグリッパーはあるのでしょうか?

開発された省エネグリッパー
開発された省エネグリッパー / Credit:Adaptive Robotics Lab(Youtube)_A Mechanically Intelligent and Passive Gripper(2022)

研究チームは、この課題を解決すべく、電力を消費しない機械仕掛けで動くグリッパーを開発しました。

このグリッパーは、左右に開閉するフィンガーと、中央の衝撃パッドで構成されています。

機械仕掛けで動作するグリッパー。中央の衝撃パッドが押されてフィンガーが閉じる
機械仕掛けで動作するグリッパー。中央の衝撃パッドが押されてフィンガーが閉じる / Credit:Jianguo Zhao(Colorado State University)_Unpowered MIP gripper allows drones to passively perch and grasp(2022, New Atlas)

通常の状態ではフィンガーが開いた状態ですが、つかもうとする物体によって衝撃パッドが押されると、その動きに連動してフィンガーが閉じるようになっています。

そして、そのまま持ち上げようとすると、つかんだ物体の重さで、フィンガーがしっかりと固定されるようになっているのです。

さらに閉じた状態で固定されたフィンガーは、物体を床に置くなどして、力が加わらなくなると、自然と開くようになっています。

3.7kgの水入りバケツを持ち上げることも可能
3.7kgの水入りバケツを持ち上げることも可能 / Credit:Adaptive Robotics Lab(Youtube)_A Mechanically Intelligent and Passive Gripper(2022)

電力を消費せず、任意でグリッパーの開閉が可能であり、しかも3.7kgの物体をつかんで持ち上げることもできるのです。

次項では、グリッパーを取り付けたドローンがどのように働くのか注目してみましょう。

次ページ休憩にも運搬につ使えるドローン

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