JAXA宇宙探査イノベーションハブは、中北製作所、京都大学とともに、昆虫や鳥の生体のような往復して羽を動かす羽ばたき飛行を実現し、自由に、器用に飛ぶことができるロボットの共同研究を進めている。
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同研究では、将来的に火星など大気のある惑星で複数の羽ばたき飛行ロボットが協調した自律的な探査活動を目指すという。現在、2自由度（2つのモータで1つの羽を動かし（ストローク方向、ねじり方向）、その羽を2枚用いて飛行するロボットを構築。今後はより器用で自由度の高い飛行を目指しシュミレーションを進めていくとしている。
宇宙探査 共同研究成果のハイライト
第9回RFPアイデア型「2×2自由度羽ばたき飛行ロボットのトータルシミュレーション技術開発と妥当性検証」
宇宙/地上へのインパクト
- 生体が実現する様な狭小領域での飛行や不整地離着陸等、従来の回転翼機/固定翼機では不可能な「器用な」飛行を目指す。
- 船内/プラント/インフラ設備等での点検業務等の民生用途に加え、不整地での移動が前提となる(有大気)惑星探査にて車輪到達困難域での画像計測やサンプルリターン等、「点探索から面探索」へのパラダイムシフトをもたらすことを目指す。
研究成果のハイライト
高機動力羽ばたき飛行実現の第一歩として、ストロークと捻じりの2自由度を駆動可能な2枚羽羽ばたき飛行ロボット構築を目指す。
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三者（流れ場/羽/モータ）連成シミュレーションを開発。実験に対して誤差7％以下を確認した。
研究成果の概要
200ケースのパラメータスタディの結果、周期波形のオフセット操作だけでは十分な浮上力を得るに至らないと判明した。今後の研究により位相差フィードバック制御を開発し、2x2DoF羽ばたき飛行ロボットの浮上を実証する予定だという。
| 取り組み項目 | 進捗(％) | 主な進捗の概要 |
| (1)三者連成シミュレーション構築 | 100 | ○三者連成解析構築 ○定常流にて誤差7％を確認 |
| (2)構成要素の検証計測とモデル同定 | 90 | ○モータ/メカ/羽のモデルパラメータ同定 △2x1DoFの運動方程式構築(近似の検証残) |
| (3)検証用プラットフォーム構築 | 100 | ○20g級モデルの機構設計と妥当性実証完了 ○非線形要因を排除した2DoF駆動メカ構築 ○リアルタイム制御検証システム構築 |
| (4)2DoF羽ばたき動作制御実証評価 | 80 | ○200ケースのパラメータスタディを実施 △上結果より、テーブル制御方式は中断 △ 近似運動方程式制御は次期に繰り越し |
