日本ロボット学会 第100回記念ロボット工学セミナー 参加報告

8/3に秋葉原UDX4Fギャラリーで開催されたロボット工学セミナー 「強いロボット 災害現場で活躍するロボットと基盤技術」を見学して参りましたので、ご報告いたします。

このセミナーでは、自然災害や人為災害での復旧、復興するにあたり、過酷な災害現場でのロボットの活躍の話がありました。最近では福島第一原発の事故より人が立ち入ると危険である極限環境において、多くのタフロボットが投入されているそうです。その為に今後どのようなロボット技術が必要であるかを、多くの有名な研究者により紹介されました。

(1)極限災害環境で活躍するタフなロボット ~災害ロボットの研究開発の歴史と趨勢~(東北大学/田所 諭 氏)

 頻発する自然災害や人為災害環境では、ロボットが情報収集・対策の切り札になります。ImPACT(革新的研究開発推進プログラム)におけるタフ・ロボティクス・チャレンジでは、人間では活動不可能な場所にて、「タフでへこたれない」というロボットの実現により、条件が悪くても失敗を何度でも繰り返しができ、ロボットが環境に適合した能力を発揮できるようにすることを目指しているそうです。

 福島第一原発に投入された「Quince」が紹介されました。Quinceは、千葉工大のfuRoを中心に、NEDOと東北大学と共同で開発されたキャタピラ型ロボットです。最初に福島第一原発に投入された米IRobot社の「Packbot」では探査できなかった2階の調査をしました。本来のQuinceの目的は、NEDOよりテロ対策やガス漏れ検査のために開発されたものですが、東日本大震災を受け東京電力(以降:東電)から依頼を受けたことよりシステムが改良されました。

 瓦礫の中に人が埋まっていることで、多くの大きなロボットは進入できません。そこで、瓦礫内空間探査ロボットとして、蛇型の能動スコープカメラが紹介されました。このロボットは、分布型振動移動機構を用いて自走し数センチの隙間に進入できるそうです。このロボットは駐車場建設現場倒壊事故やケルン歴史文書館倒壊事故で活躍したそうです。

(2)空から調査・救助~飛行ロボット~(千葉大学/野波 健蔵 氏)
 現在ドローン業界ではDJIとParrotと3DRoboticsを中心におよそ数百件の企業があるそうです。その中でも国内でもっとも有名な企業「ミニサーベイヤー」の創立者であり、世界でのドローン開発のパイオニアである千葉大学の特別教授の野波先生は、「これまでドローンはエンターテイメントを中心であったものの、今後数年で複数の企業で重要な役割を果たすのでは」と語りました。

 国産機ミニサーベイヤーの「MS-06LA」というドローンを紹介されました。日本製のこのドローンの凄いところは、オートパイロットにモデルベース制御技術を使っているところのようです。また、非GPS環境下での自律飛行であることから、GPSを利用せずに自分の位置を把握しながら自律飛行することができるみたいです。その他にも、バッテリー自動交換機能や物理モデルを用いた3Dエミュレータも装備しているようです。

 現在、農林水産省では農作物関税削減により、農林水産の業界では厳しい競争にさらされているため、ドローンとIOTを活用した「スマート農業」が期待されているそうです。また、ドローンでのSLAM自律飛行による打音検査が実現できているそうです。

(3)新たなロボット機構要素 ~極限環境で動作可能な新しいロボット機構を創るためのコンセプトを生み出すには~(東北大学/多田隈 建二郎 氏)

 多田隈先生は、機構を発想することが趣味だそうです。主に移動型ロボットを研究されており、大学院時代は展開式3軸惑星探査ローバーの研究されていたそうです。

 研究テーマは、転倒しても動き続けることができるロボットの実現だそうです。全方向移動車輪で有名な「オムニホイール」では、段差の乗り越えや溝を乗り越えることが不可能なので、そこで球体型のオムニホイールを開発することで、課題を解決できたそうです。

 上記より円形断面のキャタピラを搭載したロボットを開発したとのことです。このロボットは、普通のキャタピラ車と違い、四方八方に動けるそうです。また、この機構を3つ利用したロボットとして惑星探査ローバーをJAXAと共同研究したそうです。この機構の中身は、半球型キャタピラを2枚重ねにして車輪とモーターが覆われた状態でした。実物を持って来られましたが、調べてみるとキャタピラで覆わせることが一番苦労されたそうです。

 そのほかにも、全方向駆動歯車「オムニギア」が紹介されました。2軸のギアが下でギア(ラック)として噛みついている板を全方向に移動させられるみたいです。

(4)ロボットインテリジェンス ~消える技術の実現を目指して~(京都大学/松野 文俊 氏)

 生物規範型ロボットと群知能を開発されているそうです。アリの餌に群がる仕草とチームワークをロボットでどう実現させればいいのかを実験されているそうです。

ここで、群制御による集団演技の研究として、村田製作所のチアリーディングロボットやモジュラー脚型ロボットが紹介されました。

 蛇型ロボットにも着手されているようです。配管の上り方や蛇の動きに関する走破性能の検証結果も紹介されました。

(5)ロボット安全と実証試験 ~基礎研究から製品化までのシームレスな安全の考え方~(長岡技術科学大学/木村 哲也 氏)

 JIS規格を用いてロボットや機械の安全を保持しながらどう製作するのかが紹介されました。

以上のことから、災害時に活躍するロボットというのは、人が立ち入ると危険な環境に適応したロボットの機構や知能、規格を考慮し設計製作を行わなければならないと改めて感じました。

以上(記 奥山)

ワイヤレステクノロジーパーク2016参加報告

測位に関する情報収集を目的としてワイヤレステクノロジーパーク2016に参加した。ワイヤレステクノロジーパークは、無線通信技術の研究開発に焦点を当てた「展示会」「セミナー」「アカデミアセッション」で構成される国内最大級のワイヤレス専門イベントで、今回はじめて参加した。

 展示会全体としては地上における無線技術がほとんどでIoTや5Gの展示ブースが多かった。

  測位に関してはGPSおよびQZSS(準天頂衛星システム)のハードウェアに関する出展であった。測位衛星からの擬似信号を生成するSDR- SAT(ハードウェア)と衛星測位分析ツール(GPS-STUDIO(ソフトウェア))を使用することで現地に行かずに測位誤差がわかるシステムには興味 を持った。

 また、衛星を使用した屋外測位の他にビーコンを使用した屋内測位の関心が高まっているようであった。屋内測位の利用方法として は単純に駅や地下街 における位置情報の提供だけではなく、工場等で人の位置を測位することでその人の仕事の内容を把握/管理することを目的として実用化されているらしく、そ のような利用方法があるということに驚かされた。

 屋内測位に関して新宿駅をダンジョンと捉えて「屋内測位は重要です。日本人が迷うのだから外国人は必ず迷います。従って東京オリンピックまでに屋内測位の整備が必要です。」との講演には納得させられた。

(記 坂口)

ワイヤレステクノロジーパーク参加報告

測位を足掛かりとして新規事業、研究開発アイディア捻出のための情報収集目的でワイヤレステクノロジーパークに参加してきました。
①NICT ワイヤレスネットワーク研究所
鹿島にある研究所によるブースで、9種類前後研究展示の題材がありました。
手元資料は作成していなかったですが、丁度久保岡先生が軌道決定について展示していたので、話を聞くことができました。
展示内容は光学観測による低軌道・静止衛星の軌道決定でした。
また大坪先生と軌道決定ツールのconcertについても少し話を聞くことができました。
GPSによる軌道決定の他、SLR、VLBI観測にも対応し、反射鏡を持つ衛星で実際に利用されたそうです。
具体名としてあじさいを教えていただけました。
その他として小型無人機によるワイヤレス中継、WINDS衛星による世界最高速3.2Gbps広帯域伝送などの展示がありました。
②測位・位置情報の最新技術
準天頂によるサービスの紹介・及び各種企業と大学による屋内測位のアプローチの展示でした。
屋内測位は今は色々な企業が色々な事をやっているといった状況のようです。今後統一されていくのだと思いますが、アプローチとしては基本的にはどこも相対測位で、屋内に基準点を設置して、相対的な位置で測位をするようです。その中に各団体のオリジナリティがあるようで、残留磁気による推定や、基準点に国土地理院の認証をもらう事で高信頼性をアピールしたり、スマフォの手の動きによるブレを補正して高精度測位を目指したり、と色々なアプローチがあるようです。
③コスモリサーチ
信号処理、無線機器の開発を自社完結しており、共同研究、開発を随時募集しているそうです。
さらに納入実績がNICT、JAXA、国立天文台、NHK放送技研という面々だったので、軌道決定やGPS信号の補正についての話を伺いました。
VLBIの観測機器のハード開発をした経験があり、はやぶさ2の位置決定に使われたそうです。
手法としては大型パラポラを使った地球の二観測点からの三角測量だそうです。
その際の大気圏、電離圏、マルチパス他の遅延については昔はハードでやっていたけど、現時点ではソフト処理をしているとの事です。
(記 大熊)

2014生態工学会年次大会参加報告

2014生態工学会年次大会参加報告
2014年6月27日~28日に沼津で開催された2014生態工学会年次大会に参加しましたのでご報告します。
・ビームダウン式太陽集光装置を用いたソーラー水素生成反応における反応場増大に関する研究
宮崎大学の金子先生の発表です。
金属酸化物と集光太陽熱による二段階水分解反応では高効率のソーラー水素生産が期待できるのですが、試料表面からの酸素放出が二段階水分解反応全体の律速となります。
そこで、試料表面に微細加工を施し、高温環境下における経時変化の評価と二段階水分解反応特性評価を目指しているという事でした。
高温環境を作り出すビームダウン式太陽集光装置は中々大掛かりなものでして、88基のヘリオスタットと呼ばれるミラーと高さ16mのタワーで構成されています。
ヘリオスタットで太陽光をタワー上部に設置された楕円鏡の第1焦点に集光、反射し、楕円鏡の第2焦点で再度集光します。第2焦点を通過した光はMSCと呼ばれる装置内で濃縮され、MSC出口では高温の熱エネルギーを発生するという仕掛けです。
ビームダウン式太陽集光装置は、まだテスト段階という事でしたが、反応基板に置かれた金属を短時間でどろどろに溶かしてしまうのは衝撃でした。
大浦は宮崎大学のOBでして、M2の夏にこのビームダウン式太陽集光装置ができ、指導教官も少しこのプロジェクトに携わっていて、少し気になっていたプロジェクトでしたので紹介しました。
太陽光発電は、既に家庭にも普及して久しいですが、太陽の熱エネルギー利用は未だ開拓の余地がありそうで面白そうです。
ちなみにこのプロジェクトは望遠鏡等で有名な三鷹光器が関わっています。
・生命維持技術に関するISSを用いた技術実証
JAXAの桜井先生の発表です。
現在、JAXAで開発中の水分解装置等の生命維持技術プロジェクト経過報告でした。
現在のISSの生命維持技術はアメリカやロシアによるもので、今後、日本が有人宇宙活動を目指すためにも、生命維持の要素技術を確立したいとの事でした。
・不要ガス除去装置仮想実証試験
JAXAの大西先生の発表です。
有人宇宙活動で必要不可欠な装置の一つである不要ガス(CO2、水蒸気)除去装置の実証試験の前段階として数値解析プログラムを用いた仮想実証試験報告でした。
この不要ガス除去装置は活性炭を使用しており、活性炭の寿命は考慮しているのかという質問が出ましたが、今回のシミュレーションでは活性炭の効果が薄れるところまでは走らせていないので、考慮不要との事でしたが今後の課題ではあるとの事です。
最後に我々のポスターセッションですが、残念ながら反響が少なったです。
他の発表者に比べて、内容そのものに新しさ・凄さ・利点、又は表現の工夫が弱かったからではないかと思っております。
今回のポスターについて反省し、第58回宇宙科学技術連合講演会に向けてECLSS研究会活動を頑張って行くつもりです。
(報告:大浦 智史)

第57回日本宇宙航空環境医学会大会 公開シンポジウム参加報告

このシンポジウムでは、宇宙医学をテーマに宇宙開発や宇宙実験を社会とどう結びつけて行くかという議論がJAXAと日本宇宙航空環境医学会の共催で行われました。今回、公開シンポジウムということで一般参加者として参加してきました。
まず、第1部では今までの実験や研究をもとにこれらの成果をどう社会に還元できるのかが主な話題でした。
・宇宙飛行士の睡眠と現代社会の睡眠事情
・宇宙での骨密度の低下と骨粗鬆症
・人工衛星による遠隔医療と無医師地域
など、現代の社会問題が宇宙環境を利用することによって解決していこうという内容でした。
第2部の毛利さんのお話では、
これまでの科学技術や研究によってあらゆるものがつながりを持って存在しているということがわかった。
生命の持続性の原動力とは、生きる可能性が高まること、そして次世代につなげることである。
ゆえに、宇宙開発とはその1ステップであり、地球ありきの宇宙開発というものを我々は進めて行くべきである。
と哲学的に語っておられました。来月、本[宇宙から学ぶ――ユニバソロジのすすめ (岩波新書)]を出版されるそうなので、興味のある方はどうぞ。
第3部は、JAXAが行っている「きぼう利用フォーラム」という企画の中で、採択された企画の説明を各企業が行いました。ここでも高齢社会と宇宙開発を結びつけた内容が多かったように感じます。
全体として、日本の社会問題を課題にして宇宙医学を応用させよう、特に、高齢社会で役に立つような研究開発を進めて行こうという流れが見受けられました。その中でも、遠隔医療技術はこれからの進歩と拡大が期待できそうだと思いました。
<参考資料>
http://iss.jaxa.jp/topics/2011/11/57medical.html
http://kiboforum.jaxa.jp/
(報告:森山 枝里子)