母船レス海底調査を可能とする洋上・海中ロボットシステム
［Team KUROSHIO（海洋研究開発機構、東京大学生産技術研究所、九州工業大学、海上・港湾・航空技術研究所、三井E&S造船株式会社、日本海洋事業株式会社、株式会社KDDI総合研究所、ヤマハ発動機株式会社）］
概要
海底観測に用いられる海中ロボットは、一般的に有人支援母船により海域まで輸送・投入され、母船から音響通信で管制される。探査をさらに拡大するため、数に限りがある有人支援母船を用いることなく、海底観測をロボットのみで行う母船レス海底調査システムを開発した。
評価のポイント
海底観測はまだ調査が進んでいない海域も多いが、今までは高額なシップタイムとAUV運用が可能な母船の調達が難しいという問題があった。本システムにより、母船無しに調査が行えることを示した意義は大きい。本技術が発展することで、同時に複数台の海中ロボットの稼働が期待できる。XPRIZEコンペにおいて、ギリシャ沖等、まったく経験のない場所で本システムを用いた探査、詳細な地図作成に成功し、世界2位（準優勝）を獲得した。膨大な規模の海底調査の効率化により新たな資源の発見などに貢献する可能性が高い点を評価した。
産学官8機関の技術を結集して 世界第2位を獲得
概要
海底調査に用いられる海中ロボットは、一般的に有人支援母船 により海域まで輸送・投入され、母船から音響通信で管制されま す。我々Team KUROSHIOは、海中ロボットによる調査をさらに 拡大するため、利用機会に限りがある母船を用いることなく、ロ ボットのみで海底調査を行う母船レス海底調査システムを開発し ました。1機の洋上ロボット(Autonomous Surface Vehicle: ASV)、複数の自律型海中ロボット(Autonomous Underwater Vehicle: AUV)、陸上管制局から構成され、オペレータは衛星通信 を介してASV・AUVを遠隔で監視・管制します。
本システムの特徴
本システムでは母船ではなくASVによるAUV輸送・展開を実現 するため、輸送するAUVに合わせてカスタマイズ可能な曳航フ レームを開発しました。曳航フレームはAUVを2点で保持する機構 を備えた浮力体であり、様々な形状のAUVを海水で冷却しながら 輸送できます。AUVとASVは、輸送中も無線通信を行うことがで き、曳航フレームから切り離されたAUVは自動で潜航・調査を開始 します。 また、本システムでは、衛星通信装置を搭載したASVに水中音響 通信装置を搭載しており、ASVを介して潜航後もAUVを遠隔地か ら管制することが可能です。ASV直下の一定範囲内にAUVを航走 させ、常に通信可能圏内に保つようASVとAUVを誘導します。水中 音響通信では、環境によって通信が直接届かないことがあるため、 新たに開発した水中音響伝言通信技術により、メッセージを受け 取ったAUVから他のAUVに通信を転送することで、通信安定性を 高めています。
実績・展開
2016年～2019年にかけて開催された史上初の海底無人調査の国際大会”Shell Ocean Discovery XPRIZE”において、世界 32チームがエントリーした中で、Team KUROSHIOは、2018年 12月に地中海・ギリシャ沖の海底で行われた決勝戦にアジア唯一 のチームとして挑戦しました。ASVに曳航されたAUVは、沖合で切 り離され、23時間以上にわたり、海底調査を実施しました。港から 30km沖合の水深1000m前後の海底調査を行い、5km×33.5km の範囲において海底地形図の作成に成功しました。審査団による 評価の結果、Team KUROSHIOは、世界第2位（The Grand Prize Runner-up）を獲得しました。これは我が国の海洋ロボティ クス技術の高さを世界に示した成果であり、国内外で広く報道され ました。 Team KUROSHIOが開発した本システムは、海底地形調査等の 国レベルの課題対応だけでなく、海底ケーブルや洋上風力施設等の 洋上・海中・海底に設置される機器の敷設・メンテナンス、遺失物調 査等の民間ニーズにも対応できるポテンシャルを有しています。
