球形ロボット

球状ロボットは、球状移動ロボット、またはボール型ロボットとも呼ばれ、外形が球状の移動ロボットです。 ^[1]球状ロボット は通常、ロボットの本体として機能する球殻と、ロボットの移動を可能にする内部駆動ユニット (IDU) で構成されています。^[2] 球状移動ロボットは通常、表面上を転がって移動します。転がり運動は、一般的にロボットの質量の中心を変更することによって実行されます (つまり、振り子駆動システム) が、他の駆動機構もいくつか存在します。^[3]^{[4]ただし、より広い意味では、「球状ロボット」という用語は、球面座標系を形成する 2 つの回転関節と 1 つの}直動関節を備えた固定ロボットを指すこともあります(例: スタンフォードアーム^[5] )。

球殻は通常、固体の透明な材料で作られていますが、特殊な用途や特殊な駆動機構のために、不透明または柔軟な材料で作られることもあります。^[6]球殻はロボットを外部環境から完全に密閉することができます。球殻を他の構造に変換し、転がる以外のタスクを実行できる再構成可能な球状ロボットが存在します。 ^[7]

球形ロボットは、自律型ロボットとしても、遠隔操作型（遠隔操作型）ロボットとしても動作することができる。^[8]ほとんどすべての球形ロボットでは、球殻の可動性と密閉性のため、内部駆動ユニットと外部制御ユニット（データロギングまたはナビゲーションシステム）間の通信はワイヤレスである。これらのロボットの電源は主にロボット内部にあるバッテリーだが、太陽電池を利用する球形ロボットもいくつか存在する。^[8]球形移動ロボットは、用途または駆動機構によって分類することができる。

アプリケーション

球形移動ロボットは、監視、環境モニタリング、パトロール、水中および惑星探査、リハビリテーション、子供の発達、^{[9] 、娯楽などの}^分野で応用されています。球形ロボットは、陸上だけでなく水上（または水中）でも使用可能な水陸両用ロボット^[7]として使用できます。 ^[10]

移動

球状ロボットの最も一般的な駆動機構は、ロボットの重心を変更することによって作動する。^[1]他の駆動機構^[8]は、（1）フライホイールによる角速度の保存、^[3]（2）環境の風、（3）球殻の歪み、および（4）ジャイロ効果を利用している。

現在の研究

球状ロボットの研究には、設計とプロトタイピング、^[11]、動的モデリングとシミュレーション、^[3]、制御、^[12]、動作計画、^[2]^{[4] 、ナビゲーション}^[13]に関する研究が含まれます。理論的な観点からは、球状ロボットの表面上の転がり動作は、特に制御と動作計画の分野で研究されてきた非ホロノミックシステムを表しています。 ^[2]

商業用球形ロボット

市販の球形ロボットは一般に販売されている。現在市販されている製品には、GroundBot、Roball、QueBallのほか、 2015年の映画『スター・ウォーズ/フォースの覚醒』で登場した同名のドロイドキャラクターをベースにしたSpheroのBB-8がある。^[14]Samsung Ballieは、Samsung CES2020で発表された、球形に転がるテニスボールに似たパーソナルロボットである。^[15]^[16]^[17] Samsungの研究チームの副社長であるSajid Sadi氏は、「Ballieは動き回ることができるため、どこにいても人に反応することができます。例えば、親はBallieに子供の様子を見てもらい、宿題を終えたか確認したり、子供が見ているテレビ番組や映画の種類を監視したりすることができます」と述べている。^[18]

参照

外部リンク

球状ロボット：研究、設計、応用

参考文献

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