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Excellence Award優秀賞(公共・フロンティアロボット部門)

能動スコープカメラ

[東北大学 国際レスキューシステム研究機構]

能動スコープカメラ

概要

がれきの中など、人が入れない幅3cm程度のすきまを、8mまで進入し、内部の映像を取得できる探索ロボット。ケーブル部の繊毛の振動により前進し、手元でねじることにより進行方向を変えられる。実際に、2008年1月には、米国の倒壊事故の原因調査に用いられ、内部の情報収集に成功しており、今後の実用化が期待される。

評価のポイント

能動スコープカメラの特徴

能動スコープカメラは、倒壊建物内に取り残された要救助者 を捜索することを目的とした、狭所探索用レスキューロボット です。独自の推進機構で幅3cm程度の狭路を能動的に奥深 くまで進入し、先端のカメラで映像情報を収集することがで きます。 従来のファイバースコープやビデオスコープは、後方から ケーブルを押し込むことによって、先端を狭路内に挿入して いましたが、ケーブルが柔軟なため、検索可能な深さが多く の場合1~2 m程度にとどまっており、段差や登り勾配がある と奥には進めない、などの問題点がありました。この問題を解 決するには、ビデオスコープを能動的に動かす必要がありま す。そこで、ビデオスコープに繊毛振動型駆動機構を搭載し た能動スコープカメラを開発しました。繊毛振動型駆動機構 は、金属あるいは樹脂製の細い繊毛に振動を加えることで推 進力を得る機構です。能動スコープカメラの挿入部には傾い た繊毛が植え付けられており、モータの振動により接触面と 固着,滑りを繰り返して前進します。これにより、段差や勾配を 踏破することが可能になり、従来のビデオスコープでは進入 できなかった場所等、より広域な環境の探索が可能となりま した。実用性 能動スコープカメラに搭載されている首振り機構により、 挿入部の先端数cm を上下左右に曲げることができます。 また、挿入部を手元でねじるという操作(ケーブルの剛性や 推進力を利用しています)によって、平地や分岐部での方 向転換が可能です。 簡便性 上述の方向転換のように、能動スコープカメラの操作方法 は複雑なものではありません。そのため誰でも短時間の訓 練によって容易に操作方法を習得し、使用することが可能 です。 安全性 エネルギーが小さく、配線やモータが密閉されています。 40度を超える環境下(米国Disaster City)での数日間に わたる試験でも、信頼性高く動作することが確認されてい ます。 性 能 防水加工を施しているため、水中でも推進可能です。また、 条件が良い場合、最大20cm程度の段差を乗り越えること ができ、20度以下の緩やかな上り勾配も移動することがで きます。コンクリート面での最高速度は46.7mm/sです。

繊毛振動型駆動機構の原理

繊毛振動型駆動機構の原理

実績

能動スコープカメラは消防、警察、FEMAなどのユーザから 高評価を得ています。これまでに、災害現場での適用可能性 を検証するため、国際レスキューシステム研究機構神戸ラボ ラトリーの倒壊家屋実験施設において検証実験を行いまし た。当該施設は災害で倒壊した木造家屋を模擬しており、木 材や家財用品などが散乱した状況が作られていました。実験 は2名で行い、1名が能動スコープカメラを操作(ねじり、押し 込み、引き抜き、先端の曲げ)し、もう1名がカメラ映像を見な がら操縦者への指示を行いました。その結果、設置されていた要救助者を模擬したダミーを発見することに成功しました。 また、倒壊家屋実験施設では現役消防隊員によるボランティ ア部隊IRS-Uによる様々なレスキューロボットのデモ体験・試 験も行いました。その際、能動スコープカメラは現場での導 入の可能性が最も高いと隊員から評価されました。 その後改良を加えた結果、2007年6月に米国FEMA訓練所 Disaster Cityで開催されたレスキューロボット評価会では、 試験を行った数十種類のロボットの中で、最も実用性が高い 2つのロボットのうちの1つに選ばれました。 2008年1月の米国Jacksonvilleの建築物倒壊現場におい ては事故原因の調査に用いられました。調査では瓦礫内に最 大深さ7mまで挿入することができ、コンクリート構造物の割 れ目の形状や方向、破片の形状や断面、建設用支柱の立て方 といった構造情報などを収集することができました。これら は、従来のスコープカメラや他のロボット等では進入不可能 な場所から得られた情報であり、能動スコープカメラの優位 性が示されました。また、この調査で「この成果は明らかに倒 壊建築物における救助での有効性を示しており、配備が期待 される」との評価を受けました。 現在は国内の消防や米国のロボット支援救助センター (CRASAR)等に貸出を行い、試験評価中です。

繊毛振動型駆動機構の原理 国際レスキューシステム研究機構神戸ラボラトリー倒壊家屋実験施設での実証試験

新潟中越沖地震倒壊家屋での検索試験

新潟中越沖地震倒壊家屋での検索試験

今後の見通し

現在の能動スコープカメラは推進可能な傾斜角度や段差高 さに限界があります。実際のレスキュー活動においては広範 囲を探索する必要があるため、それらの限界以上の環境も走 破することが求められます。そのために、製作した能動スコー プカメラの走行性能を国内外の消防士の方やレスキュー隊と 共同して評価し、その際の意見をもとに改良、新たな機能の 追加等を行って更なる性能向上を目指します。

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