【みつばちドローン】手乗りドローン・ミニドローン・ナノドローン?昆虫系のロボットと、オープンソース集めてみました【自然に学ぶ】

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マイクロロボット?ナノドローン?

だいぶ前に、農業ICTのこと調べた時にDIY&オープンでやれなきゃ。。って思って何か作ろうと思ったまんまで何も進んでいませんが(笑)

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ある時に、ハウス農家さんで困っているのは、受粉するために、みつばちを毎年 数十万もかけていると。。このミツバチも、農薬にやられてどんどん減っているので、たいへんだとか。。という話を聴いて、みつばちドローン作れないかな?なんて思って。。

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(というか、単に面白そうだから買ってみただけですが・・)

こんな超小型ドローンも、オモシロそうです。。

で・・みつばちドローンとなると。。

Arduinoが小さくて安くなったとか、Raspberry PiよりPINE64が安いと言っても。。 ナノドローンがそろそろ作られそうだと言っても、まだまだ、動力系やバッテリーが小さくなって省エネにならないと。。ミツバチドローンは作れなさそうな感じですが・・・

ふとこんな動画を見つけました。 30秒~40秒ぐらいのところ。。

Robo bees

なんと・・蚊のようなロボットが紹介されています。 これはハーバードのRobo beesという。。蚊じゃなくて、やっぱりミツバチなんだ(笑)

Autonomous Flying Microrobots (RoboBees)
Inspired by the biology of a bee, researchers at the Wyss Institute are developing RoboBees, manmade systems that could perform myriad roles in agriculture or d...

生物(Nature)から学んで工学に活かそうということをやっているみたいで、すごいですね。

RoboBeeは、1秒間に120回、目に見えない小さな羽ばたきをして、水の上でも水澄ましみたいに浮くそうです。

なにやら、この羽を止めるのに、静電気の力(下敷きをこすって、頭につけると髪の毛がひっつきますよね)を使って止めているとか。。そうすることで軽量化が図れている。また、静電気を帯びた羽だと、静電気で動かせる。。おもしろいモーター機構ですね。詳しくはこのあたりの論文にのっています。でも1kVもかけているんですね。それくらいいるんだ(笑) またこの羽の動かし方にも特徴があるようで、蚊自体の羽の動きの研究とか、Natureにも論文があります。

重さは80㎎らしいですが、まだ、飛ぶのがやっとのようです。。 確かに軽い動力系ができて、下の図のようなセンサー類がつけば、受粉とかもできるようになるかもしれないですね。たぶん10年後くらいか?(笑)

マイクロドローンについてNatureでも、いろいろ課題が書かれていますね。

たぶん、一番の課題が、重さと飛行時間の関係でしょうね。効率的には今一番は、13のローター型のPD-100 Black Hornet PRSみたいです。ヘリコプターだ(笑)

もう一つ

Fest Ants

40秒すぎたあたりから、蟻のよなロボットも紹介されていますね。 Fest Antsという名前のようです。Festという会社が大学に自然から学ぶ工学ということで、いろいろと作らせているようです。

Bionic Learning Network | Festo Corporate
Bionic Learning Network: Natural principles for technology and industrial applications.

これは、電圧を加えると物質が変形するピエゾ効果で足や顎を動かしているようです。

一応、ステレオカメラで物体を認識して、協調性もあって、協力して大きな荷物が運べるそうです。3D-MID (Molded Interconnect Device)技術によって、骨格表面に配置した回路が処理をしているようです。 軽量化ですね。

このFESTOのHPに行くと、タコの足型のグリッパーとか。。いろいろやってますね。

群制御は、いろいろと面白そうですね。これからのロボットというか、CPUも群制御の方向に行くんだろうな。。ということは、NWも群制御っぽく作るといいのかな?(笑)

DIYで現実的な線は?手乗りくらい

こういう大手というか資金のあるところとは違って、今あるもので出来そうなやつは・・

今、日本で買えるナノドローンは、こんな感じですね。

Amazonで買えるナノドローン一覧

いちばんミツバチに近いのは、これだ!(笑)

ちなみに、僕がもっているのは・・

カメラ付きで、5分くらい飛ぶけど、操縦むちゃくちゃ難しい(笑)

ラジコンやっている人でも難しいので、普通の人は飛ばせないだろうな。これのカメラでオプティカルフローして、安定性をつけようと思って・・・OpenCV3、Python3で止まってる(笑)Python2.7にしてやってみようっと。。

って・・ハッキングからやらないといけないのでめんどくさいんですよね(笑)

ROSベースの制御系なら Crazyfile

オープンソースで、こういう小さなドローンをやっているのは、Crazyfileというのがあるみたいで、現在2.0までいっています。27g 何分飛ぶのかはかかれてませんが・・たぶん5分程度でしょうね。

crazyflie - ROS Wiki
Crazyflie 2.0 | Bitcraze
Crazyflieナノクアッドコプター10DOF+CrazyRadio - FabxFab(ファブファブ)
Crazyflieナノクアッドコプター10DOF+CrazyRadio_Bitcrazeの商品紹介ページです。
Bitcraze
Amazon.com : Crazyflie 2.0 Nano Quadcopter Kit : Camera & Photo
Amazon.com : Crazyflie 2.0 Nano Quadcopter Kit : Camera & Photo

日本人でも・・35gのドローンを。。

日本人でとても小さなドローン基板作っている人もいます。

マルチコプター
手乗りサイズのマイクロ機を基本形として様々な機体を開発していきます。コンセプトは「日本の家の中で普通に飛ばせる…
Micro Quad Copter X-Type(Coreless)-Rev2
※:写真では拡張基板でのOLED表示/ローターガードマウンタ付きも含まれています。 ■特徴 ローター以外可動部…

すごいですね。

SLAM(屋内測位)

こういう小さなドローンを自動で飛ばそうとすると、GPSなどは使えないので、SLAM(simultaneous localization and mapping)という技術が必要になりますね。これも、実は大変で。。

Deep learningと組み合わせたSLAMについて詳しくまとめられています。

How can Deep Learning help Robotics and SLAM - Nicolò Valigi
Posts and writings by Nicolò Valigi

GoogleがやってるSLAMは、Cartographerというみたいで、Turtlebotなどでも使えるみたいですね。

googlecartographer/cartographer
cartographer - Cartographer is a system that provides real-time simultaneous localization and mapping (SLAM) in 2D and 3D across multiple platforms and sensor c...

ROSとのインテグレーション

googlecartographer/cartographer_ros
cartographer_ros - Provides ROS integration for Cartographer.

Turtlebotでの実装

googlecartographer/cartographer_turtlebot
cartographer_turtlebot - Provides TurtleBot integration for Cartographer.

TOYOTA HSR用 ってもってる人いないって(笑)

googlecartographer/cartographer_toyota_hsr
cartographer_toyota_hsr - Provides Toyota HSR integration for Cartographer.

こんな妄想ばっかりしてないで、実際に作らなきゃね。 もってるんだから(笑)

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