論文の概要: Towards insect-like distributed proprioception in actuators and appendages for flapping-wing insect-scale aerial robots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.21699v1
- Date: Sat, 22 Aug 2026 00:20:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-25 13:29:43.409063
- Title: Towards insect-like distributed proprioception in actuators and appendages for flapping-wing insect-scale aerial robots
- Title（参考訳）: 羽ばたき昆虫型空中ロボットのためのアクチュエーターおよび付属装置における昆虫様分布型プロバイオセプション
- Abstract要約: 昆虫サイズの羽ばたきロボットにセンサーを組み込んだチャープ実験は、脳卒中(RMSE = 0.44 deg)とピッチ(RMSE = 2.44 deg)の正確な追跡を示している。
避妊ヒンジは衝突検出を可能にし、ロボットの翼が物体と衝突した場合の恒久的な損傷の可能性を低減させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.12444005548317
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Modern flapping-wing insect-scale air vehicles display agility similar to that of their insect counterparts; however, these impressive maneuvers are only possible with off-board sensors like optical tracking cameras. In this manuscript, we introduce two embedded proprioceptive sensors for insect-scale aerial robots: thin film piezoelectric polymers integrated directly into a driving actuator and a pitching hinge which track stroke and pitch angle, respectively. We fabricate the aforementioned size-agnostic mechanically intelligent structures (sensor-actuator, sensor-flexure) using laminate stack fabrication methods. Chirp experiments with our sensors integrated into an insect-size flapping-wing robot show accurate tracking of stroke (RMSE = 0.44 deg) and pitch (RMSE = 2.44 deg) angles in the relevant frequency range. As the first step towards demonstrating the utility of these sensors for enabling numerous onboard autonomy applications, including closed-loop wingbeat control and sensor fusion with existing insect-scale sensor suites for more accurate proprioception and localization, we show one application for each sensor. The proprioceptive hinge enables collision detection, reducing the chance of permanent damage if the robot's wing collides with an object. The proprioceptive actuator enables asynchronous flapping, which is hypothesized to increase adaptability and efficiency in insects and robots alike. A microrobot equipped with our proprioceptive actuator allows us to test these hypotheses with potential for improving flapping aerial robot performance. We foresee proprioceptive sensors having an important role in progressing both the fields of insect-scale aerial robots and robo-physics due to the bio-inspired nature and high integration level of our sensors.
- Abstract（参考訳）: 現代の羽ばたきの昆虫スケールの航空機は、昆虫と同じような俊敏性を示すが、これらの素晴らしい操作は、光学式トラッキングカメラのようなオフボードセンサーでのみ可能である。
そこで本論文では,昆虫型空中ロボット用2つの組込みプロバイオセプティブ・センサーについて紹介する: 薄膜圧電ポリマーを駆動アクチュエータに直接集積し, それぞれストロークとピッチ角を追尾するピッチングヒンジを試作する。
上述したサイズに依存しない機械的知性構造(センサ・アクチュエータ,センサ・フレキシブル)を積層スタック製造法を用いて作製する。
昆虫サイズの羽ばたきロボットにセンサを組み込んだチャープ実験では、関連する周波数範囲におけるストローク(RMSE = 0.44 deg)とピッチ(RMSE = 2.44 deg)の正確な追跡が示されている。
これらのセンサの実用性を実証するための第一歩として、既存の昆虫サイズのセンサースイートとのクローズドループウイングビート制御やセンサー融合など、多数の自律性応用を実現し、より正確なプロバイオセプションとローカライゼーションを実現した上で、各センサに1つの応用例を示す。
避妊ヒンジは衝突検出を可能にし、ロボットの翼が物体と衝突した場合の恒久的な損傷の可能性を低減させる。
本発明の主受容アクチュエータは、昆虫やロボットの適応性と効率を高めると仮定される非同期の羽ばたきを可能にする。
プロピロセプティブアクチュエータを備えたマイクロロボットは,これらの仮説を,羽ばたき空中ロボットの性能向上の可能性を秘めながら検証することができる。
我々は,昆虫型空中ロボットとロボット物理学の両方の分野において,バイオインスパイアされた性質と,センサーの高統合性により重要な役割を担っていることを予見する。
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