従来の単体ロボットが複雑な両生類ミッションにおいて適応性が低く、機能が単一である問題に対処するために、生体模倣型の両生類親子ロボットシステムを提案した。親ロボットは開閉可能な亀の甲羅形球体を採用し、4本の機械脚と噴射推進器を統合している。子ロボットは微小な流線型の船体で、プロペラ推進器と水中近距離可視光通信モジュールを搭載している。さらに、子ロボットの放出と回収を実現するための歯車噛み合いによる搭載解除構造も設計した。オイラー角の特異点を避けるため、単位四元数に基づく6自由度全結合動力学モデルを構築し、UQ-PIDアルゴリズムを提案して親ロボットの8つのサーボモーターと4つの噴射推進器の協調制御を実現した。流体シミュレーションにより、球形構造が水流の乱れを効果的に低減し、安定性を向上させることが示された。実験では、親ロボットが陸上で20秒以内に約60cm前進し、水中では偏差が小さく推進力が安定した比較的正確な直線運動軌跡を維持できることが示された。子ロボットの水槽内での軌跡誤差は-0.30～0.30mの範囲で変動し、最高速度は32.51cm/sであった。本研究は、両生類親子ロボットの協調作業に対する実現可能な技術的方策を提供する。

生体模倣両生類球形親ロボット;子ロボット;運動制御;流体シミュレーション