マルチロータ型ドローンは、三次元空間を移動する標準的なプラットフォームになってきており、趣味による利用にとどまらず、インフラ点検やセキュリティ、農業など、様々な産業分野で応用が広がっている。
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これらの応用において、空撮のように対象に非接触で実施する作業だけでなく、飛行中に周囲の環境に対して物理的に接触し操作する「空中マニピュレーション」の研究も進められている。高層ビルやダムの壁面、橋梁などの高所での保守点検作業のような人にとって非常に危険な高所での作業をドローンで代替、あるいはドローンにより支援することは、今後有用な応用になると考えられるという。
同グループは、マルチロータ型ドローンの応用における一般的な課題として、バッテリー容量の制約により連続飛行時間があまり長くないことを挙げる。特に空中マニピュレーションのために、追加の機構やセンサなどを搭載すると、これはより顕著となるという。
このような課題に対応するための技術として、「パーチング」が考えられる。例えば、同グループでは、機体上方に上向きにマニピュレータを取り付け、そのマニピュレータにより作業点付近の物体に掴まり機体を固定（パーチング）することで、ドローンのプロペラを止め、バッテリー消費を抑えて長時間の作業を実現した。
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また、農業の分野で柵の支柱に止まるパーチング手法や磁力により金属製の天井部に対してドローンを固定する手法も提案されている。しかしながら、これまでに提案されてきたパーチング装置の多くは、その駆動のためにモータなどのアクチュエータを必要とし、パーチング中に電力を消費する。長時間のパーチングを想定した場合、パーチング自体に必要な電力消費はできるだけ少ないことが望ましいという。
そこで同研究では、追加のアクチュエータを必要としない受動的なパーチング装置を提案。提案するデバイスは、ドローン自体が柱などにパーチングする際に接触する機体の重力を把持力に変換することで、機体の固定に必要は把持力を発生する。
開閉動作は、対象物に機体が接触し自重がかかることで受動的に行われる。同グループが発表した論文で、垂直な棒の先端部分に対してパーチングを行うことを想定した試作を行い、デバイスの形状を変えることによりパーチング対象物はそれに限定されないとした。
さらに、提案する装置は、平坦な地面に対しても通常のランディングギアと同様に着陸に使用できる。同研究では、このような棒先端へのパーチングおよび平地着陸兼用装置を設計・試作し、ヘキサロータドローンに取り付けて動作実験を行った。
この論文は、日本ロボット学会誌に掲載された。
