【可変形状ドローン】空中で再構成可能なクワッドコプターは墜落防止に役立つか？

カリフォルニア大学バークレー校（UC Berkeley）高性能ロボティクス研究所（High Performance Robotics Lab）が2019年に『International Conference on Robotics and Automation』（ICRA）で発表したパッシブモーフィングクワッドコプター（Passively Morphing Quadcopter）と思われる動画『Design and Control of a Midair-Reconfigurable Quadcopter using Unactuated Hinges』が先月（2021年12月）になって公開された。

■Design and Control of a Passively Morphing Quadcopter
『International Conference on Robotics and Automation』（Published: 2019年）「Design and Control of a Passively Morphing Quadcopter」
DOI: 10.1109/ICRA.2019.8794373

Design and Control of a Passively Morphing Quadcopter

Midair-Reconfigurable Quadcopter

High Performance Robotics Lab（HiPeRLab）が開発したクワッドローター「Midair-Reconfigurable Quadcopter」は、バッテリーを消費するアクチュエーターやセンサーを使用しない非動力ヒンジでローターのアームを折り畳むことが可能な可変形状ドローン。プロペラが逆回転するか、回転を停止するとアームが折り畳まれる仕組みとなっている。

対角線上の2つのローターを逆回転させてアームを折り畳むことで物を挟んで保持し、バイコプター状態で持ち上げて空輸することもできる。また、瞬間的にローターを止めることによって障害物との衝突を回避したり、全てのローターを停止させて電線の上でバランスよく休憩することも可能である。

クワッドコプターの欠点

ビジョンベースでローターの1つが故障しても墜落を防止するアルゴリズムもあるが、一般的なクワッドコプター（クワッドローター）ドローンはローターの1つが故障したら制御を失う。

【ビジョンベースのMAV墜落防止】@davsca1 @sihao_sun @giov_cioffi @UZH_en @tudelft はクワッドローターの1つが故障してもオンボードビジョンでフォールトトレラント自律制御可能なアルゴリズムを発表。#ドローン
《Vision based Navigation for Micro Aerial Vehicles》pic.twitter.com/paUYvY1rcY

— Iwahori Toshiki 🛸 Drones guru (@iw_toshiki) January 21, 2021

墜落防止装置への応用に期待

よって、個人的には非動力ヒンジ機構をクワッドコプターの墜落防止装置として応用できないか興味がある。

エネルギー効率向上で環境負荷低減

さらに、クワッドコプターはバイコプターと比較すると推進効率が悪いが、空中でバイコプターに切り替えられることでエネルギー効率を高めバッテリーの消費を抑制できそうなのも「Midair-Reconfigurable Quadcopter」の魅力と言える。エネルギー効率向上で環境負担（環境負荷）低減にも繋がることだろう。