論文の概要: A Passive Elastic-Folding Mechanism for Stackable Airdrop Sensors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18861v1
• Date: Thu, 19 Mar 2026 13:09:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-21 18:33:56.98918
• Title: A Passive Elastic-Folding Mechanism for Stackable Airdrop Sensors
• Title（参考訳）: 積み重ね型エアドロップセンサのパッシブ弾性溶接機構
• Authors: Damyon Kim, Yuichi Honjo, Tatsuya Iizuka, Naomi Okubo, Naoto Endo, Hiroshi Matsubara, Yoshihiro Kawahara, Naoto Morita, Takuya Sasatani,
• Abstract要約: 航空ロボットシステムから展開された空気分散センサーネットワークは、広域環境モニタリングに対する低コストなアプローチを提供する。 そこで本研究では,センサを平らで積み重ね可能な形状から3次元構造に変換する受動的弾性折り畳みヒンジ機構を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.0932343624382925
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Air-dispersed sensor networks deployed from aerial robotic systems (e.g., UAVs) provide a low-cost approach to wide-area environmental monitoring. However, existing methods often rely on active actuators for mid-air shape or trajectory control, increasing both power consumption and system cost. Here, we introduce a passive elastic-folding hinge mechanism that transforms sensors from a flat, stackable form into a three-dimensional structure upon release. Hinges are fabricated by laminating commercial sheet materials with rigid printed circuit boards (PCBs) and programming fold angles through a single oven-heating step, enabling scalable production without specialized equipment. Our geometric model links laminate geometry, hinge mechanics, and resulting fold angle, providing a predictive design methodology for target configurations. Laboratory tests confirmed fold angles between 10 degrees and 100 degrees, with a standard deviation of 4 degrees and high repeatability. Field trials further demonstrated reliable data collection and LoRa transmission during dispersion, while the Horizontal Wind Model (HWM)-based trajectory simulations indicated strong potential for wide-area sensing exceeding 10 km.
• Abstract（参考訳）: 航空ロボットシステム(UAVなど)から展開される空気分散センサーネットワークは、広域環境モニタリングに対する低コストなアプローチを提供する。 しかし、既存の方法は、しばしば空中形状や軌道制御のためのアクティブアクチュエータに依存し、消費電力とシステムコストの両方を増大させる。 そこで本研究では,センサを平らで積み重ね可能な形状から3次元構造に変換する受動的弾性折り畳みヒンジ機構を導入する。 ヒンジは、硬いプリント基板(PCB)と1つのオーブン加熱工程で折り曲げ角度をプログラミングする商業用シート材を積層して製造され、特殊な設備を使わずにスケーラブルな生産を可能にする。 我々の幾何学モデルは、積層幾何学、ヒンジ力学、および結果として生じる折りたたみ角をリンクし、ターゲット構成の予測設計手法を提供する。 実験室では10度から100度の間で折りたたみ角を確認し、標準偏差は4度で高い再現性を示した。 一方,水平風力モデル(HWM)に基づく軌道シミュレーションでは,10kmを超える広帯域センシングの可能性が示唆された。

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