A Biologically inspired rolling robot for planetary surface exploration

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Licentiate thesis
Date
2005
Major/Subject
Automaatiotekniikka
Mcode
Aut-84
Degree programme
Language
en
Pages
112
Series
Abstract
Planeetoille suuntautuvat tutkimusmatkat tähtäävät usein maaperänäytteiden keräämiseen ja tutkimiseen, usein myös näytteiden palauttamiseen Maahan tarkempia tutkimuksia varten. Äskettäiset Marsiin suuntautuneet robottimissiot ovat osoittaneet liikkuvien robottien kyvyn suorittaa tutkimustehtäviä. Vieraalla planeetalla robotin liikkumiskyky on tarpeen tutkittavan alueen laajentamiseksi ja tutkimusten kohdentamiseksi haluttuihin tieteellisesti kiinnostavimpiin kohteisiin. Luonnon kehittämiä ratkaisuja jäljittelevä liikkumistapa saattaa tarjota liikkuvalle robotille nykyisiä parempaa mukautumis- ja viansietokykyä. Tämä tutkimustyö etsii luonnosta uusia innovaatioita ja tähtää uudenlaisten joustavien ja tehokkaiden liikkumistapojen kehittämiseen liikkuville roboteille. Erityisesti työ keskittyy pallomaisen, aro-ohdakkeen mukaan englanniksi 'Thistle':ksi nimetyn, robotin määrittelyyn ja alustavaan kehitystyöhön. Tutkimus käsittelee myös keinoja hyödyntää liikkumisessa Marsin paikallisia energialähteitä, kuten tuuli- ja lämpöenergiaa. Useita erilaisia energiankeruutapoja esitellään ja arvioidaan. Vaikka kaikki tutkitut konseptit eivät heti vaikuta toteuttamiskelpoisilta, on ne kuitenkin esitelty mitään pois jättämättä, jotta ne voisivat olla innoittajina tuleville uusille asiaan liittyville tutkimuksille.

Planetary exploration missions often aim to carry out in-situ analysis and possibly return samples to Earth for more thorough examination. Recent robotic missions to Mars have demonstrated effectiveness of robotic exploration of planetary surface. Purpose of a mobile robot on planet surface is to enlarge the area to be investigated, and to concentrate investigations on subjects with most scientific interest. The application of biomimetic locomotion to the Martian surface offers the possibility of increased robustness and failure tolerance of a mobile robot. This study searches for new innovations from nature and aims to develop a novel system to provide robust and efficient locomotion system to be used for exploring surface of foreign planets. Especially this work describes definition and conceptual development of a rolling robot -later called 'The Thistle' mimicking a Russian Thistle -plant. The study considers locomotion and power generation methods that would utilize local power generation resources like wind or heat. This study involves the identification and conceptual development of innovative concepts for planetary surface locomotion and energy collection. Several concepts are presented and evaluated. Considering nature of the study, although evaluation reveals some concepts probably not adequate, these are not removed from the thesis, but are left here for the interest and further inspiration of the reader.
Description
Supervisor
Halme, Aarne
Keywords
Mars-tutkimus, bioniikka, liikkuvat robotit, pallorobotti, aro-ohdake, salsola tragus, Planetary exploration, mobile robots, tumbleweed, salsola tragus, biomimetics, wind propulsion, ball-shaped robots
Other note
Citation