2018 Fiscal Year Annual Research Report
RTと環境駆動による長寿命・高出力・多機能バイオロギングシステムの開発
| Project Area | Systems Science of Bio-navigation |
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| Project/Area Number |
16H06537
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
妻木 勇一 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (50270814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 恭一 帝京科学大学, 生命環境学部, 教授 (20570708)
多田隈 理一郎 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (50520813)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 知能機械 / バイオロギング / 水中ロボット / テレオペレーション / 環境駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ロボットテクノロジーや環境駆動というコンセプトに基づき，長寿命、高出力、多機能な新しいバイオロギング手法を確立することが本研究の目的である．このため，①環境駆動型クジラ用ローバーの開発，②カメラタグ取り付け用高機動水中ドローン開発，③環境駆動型マイクロ発電システムの開発，④RTを用いた遠隔介入実験システム開発，⑤マッコウクジラの行動理解に取り組む．本年度得られた成果は以下の通りである．
①環境駆動型クジラ用ローバーの開発： 吸盤の数を増やすことで，曲面への吸着能力を向上させ，カメラロガー，発振器，浮力体を搭載し，実際にクジラへの装着が可能な第6試作機を開発した．一方，ドローンを用いたクジラ用ローバー装着システムを開発し，小笠原沖で試験を行った．マッコウクジラへのロガー装着には至らなかったものの現地で装着システムが適切に動くことを確認できた．
②カメラタグ取り付け用高機動水中ドローン開発： 全方向移動が可能な高機動水中ドローンを開発し，湖や海にて検証実験を行った．動作精度が十分ではないため，さらなる改良が必要であるが，基本的な動作は確認できた．また，操作シミュレータと操作システムを新たに開発した．
③環境駆動型マイクロ発電システムの開発： 昨年度開発したマイクロ発電システムは，軽量化と伴に十分な発電能力があることを示したが，実用化のためには，耐久性及び耐衝撃性向上が必要である．そこで，ポリカーボネート製ケースを試作した．強度は確保できたが，難加工性のため，機構精度を保証することが難しく，今後製作方法の確立が必要である．
④RTを用いた遠隔介入実験システム開発及び⑤マッコウクジラの行動理解： 海鳥用の無線式ロガー分離装置の小型化を進め10g以下を実現した．防水及び動作信頼性の更なる向上が求められるが，実地試験を行えるレベルに到達できた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
①環境駆動型クジラ用ローバーの開発： 新たに開発したクジラ用ローバー第6試作機は，曲面への対応能力を高め，ロガー，発信器及び深海用浮力体を含めたフル装備での実地試験を実施できるレベルに到達し，第５試作機に関する論文がAdvanced Roboticsに掲載された．一方，当初計画にはなかったドローンを用いたクジラ用ローバー装着システムは，順調に開発が進み，現地試験も行った．このように，当初計画以上に進展している．
②カメラタグ取り付け用高機動水中ドローン開発： 機体及び制御システムの改良が必要であるが，湖や海での屋外試験を行う段階まで進んだ．一方，操作シミュレータや操作システムを開発し，慣性センサを利用することで，操作性を向上させる情報提示機能を実装した．当初計画通り進んでいる．
③環境駆動型マイクロ発電システムの開発： 耐久性および耐衝撃性向上を実現するためにポリカーボネートへの材料変更を行ったが，加工精度の問題を解決する必要がある．実地試験を予定していたが，まだそのレベルに達しておらず，当初計画よりもやや遅れている．
④RTを用いた遠隔介入実験システム開発および⑤マッコウクジラのナビゲーション理解： 無線によるロガー分離装置の小型化を進め，目標とする10g以下を達成した．関連論文がSI2018にて優秀講演賞を受賞するなど当初計画以上に進んでいる．一方，鯨類の行動理解を従来手法で進めており当初計画通り進んでいる．
以上のように，本研究の主たるテーマである①のテーマが当初計画以上に進んでおり，その他のテーマも概ね計画通り進んでいることより，全体としておおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者１名，研究分担者２名，連携研究者２名，研究協力者6名（プロジェクト研究員１名，大学院生3名，学部生3名，OWA研究員1名）の体制で行う．新たにプロジェクト研究員1名を4月より採用する．
①環境駆動型クジラ用ローバーの開発：クジラ用ローバーの吸着能力をさらに向上させるために，吸盤の数を増やし，バルブシステムを改良した第7試作機を開発する．また，第6試作機の浮力体形状を改良すると伴に，装着及び体表上の移動を実現することを目的とした実地試験を行う．一方，実地試験を円滑に実施できるように防水ドローンを1台購入し，2台体制とする．
②カメラタグ取り付け用高機動水中ドローン開発：現在の機体が漁船上で取り回すには重く大きいため，機体の小型軽量化を検討する．また，機体内に慣性センサを導入し，安定な姿勢制御系を構築する．これまでシミュレータ上で開発してきた操作インタフェースを本機につなぎ，慣性センサを利用した操作情報提示システムの有効性を検証する．
③環境駆動型マイクロ発電システムの開発：耐久性及び耐衝撃性を向上させることで，実地試験に耐えられるたマイクロ風力発電システム開発する．その後，実際の鳥による発電試験をB01依田班と共同で行う．
④RTを用いた遠隔介入実験システム開発及び⑤マッコウクジラのナビゲーション理解：B01依田班と共同開発してきた無線式データロガー分離装置の防水性および信頼性を向上させるとともに，実地試験を行いこれを検証する．
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Research Products
(10 results)
