2016 Fiscal Year Annual Research Report

無人電池推進船による浅岸域海洋試料採取に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16H02431
Research Institution	Tokyo University of Marine Science and Technology
Principal Investigator	賞雅寛而東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (20134851)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	船舶工学 / 海洋探査 / 制御工学 / 無人海洋探査船
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、無人電池推進船を用いた世界最高性能（出力、安定性）の海洋探査機器を研究開発し、これらを用いて喫緊の課題である原子炉事故汚染水の解明及び海底火山島噴火・生物再生メカニズムを解明することである。研究初年度である平成28年度は、1) 急速充電対応型電池推進船2隻の完全無人化・サンプリング採取装置の自動化、2) 母船・陸上施設とのデータ通信・充電設備設置として、a) 船体・資料採取機器改造設計→b) 船体無人化改造→c) 海洋試料採取機器自動化→d) 陸上試験を「らいちょうⅠ」について行った。「らいちょうⅠ」については、試料採取機器・GPSなどを取り付けた場合の重心・メタセンタ（浮力中心）の予備試算と保有している採取機器の取り付けを行っている。その結果、本年度実施計画の船体無人化改造について著しい進展があり（上記a)→d)の実施が順調であった）、平成29年度に予定していた海上遠隔操縦試験を既に2回実施した。その海上遠隔操縦試験及びその解析結果をもとに、これも平成29年度に実施予定であった海上試験を踏まえたらいちょうⅠの改造も経費（部品、消耗品等）を前倒使用して行った。この結果、本研究の目的である「無人電池推進船を用いた世界最高性能（出力、安定性）の海洋探査機器の開発」の達成について、早期に問題点を洗い出すことができ、平成29年度以降にこの問題点を十分に対処できる時間を設けることができている。また当初の計画以外に、無人電池推進船のプロペラ推進効率向上のためのモータ制御に関する予備実験を並行して行い、これまでのプロペラ制御に比較して新しいプロペラ作動検知を提唱することができたため、2件の特許を出願準備中であり、学会発表予定他、学会誌（Journal of the Japan Institute of Marine Engineering）に論文として投稿査読中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 初年度である平成28年度は、実施計画の船体無人化改造について著しい進展があり、平成29年度に予定していた海上遠隔操縦試験を既に2回実施した。その海上遠隔操縦試験及びその解析結果をもとに、これも当初は平成29年度に実施予定であった海上試験を踏まえたらいちょうⅠの改造も経費（部品、消耗品等）を前倒使用して行った。この結果、本研究の目的である「無人電池推進船を用いた世界最高性能（出力、安定性）の海洋探査機器の開発」の達成について、早期に操縦プログラムなどの問題点を洗い出すことができ、平成29年度以降にこの問題点を十分に対処できる時間を設けることができている。また当初の計画以外に、無人電池推進船のプロペラ推進効率向上のためのモータ制御に関する予備実験を並行して行い、これまでのプロペラ制御に比較して新しいプロペラ作動検知を提唱することができたため、2件の特許を出願準備中であり、学会発表他、学会誌（Journal of the Japan Institute of Marine Engineering）に論文として投稿査読中である。
Strategy for Future Research Activity	2ヶ年目となる平成29年度は、初年度の成果を踏まえて平成29年度以降に予定していた海上試験を踏まえた船体・試料採取機器改造設計を前倒して、早期に海上遠隔操縦の安定化を実施し、本研究目的である「無人電池推進船を用いた世界最高性能（出力、安定性）の海洋探査機器の開発」をさらに加速する。具体には、東京海洋大学繋船場及び富山高等専門学校近傍での海上試験を行い、次に福島第一原子力発電所に類した港で試験および課題点の抽出と解決を予め行い、詳細な計測実験プログラムを構築する。年度後半には、福島第一原子力発電所港内・港外直近の海水・生物試料サンプリング・解析を実地試験として行う。なお、「らいちょうⅠ」による福島第一原子力発電所港内外の海水・海洋生物放射能計測は、短いインターバルでの計測が必要であるが、建造された無人電池推進船は、定期的な陸上からの電源供給が可能である。福島第一原子炉については、現在東京電力によって実施されている港湾内及び港湾外の漁船・手動計測による定点定期的海水放射能計測と同等のポイントの計測を予定している。また平成30年度は、及び海底火山の海底土壌・溶岩・海水・生物試料サンプリング・解析を行うとともに、船体・試料採取機器改造設計を行い、最終目的である高時空間精度のサンプリング、安定かつ高出力を持つ世界最高性能の無人海洋探査機器を提案する。