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自律飛行型ドローンによる次世代波浪モニタリングシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K06958
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関東京大学

研究代表者

和田 良太  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (20724420)

研究分担者 高木 健  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90183433)
中村 裕子  東京大学, 総括プロジェクト機構, 特任准教授 (40600698)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードドローン / 波浪モニタリング / 自律飛行 / 予測アルゴリズム / 波浪予測 / 波浪計測 / 安全 / 波浪予測アルゴリズム / 水槽実験 / 実海域試験 / 予測精度 / 波浪観測 / 実海域実験
研究成果の概要

海上オペレーションの安全性・効率性向上を目的に「自律飛行型ドローンによる波浪モニタリングシステム」を提案する。そのシステム構築に向けて、主に以下2点の研究実績を上げた。 1)自律制御による目標海域への飛行・着水・計測・離水・帰還の技術を開発し、またターゲットレンジである500mの海域において、上記のオペレーションの自律実証に成功した。2)海面追随性を向上させ、水面変位の計測精度を高めた。また実海域で問題となる漂流現象に着目し、海面過程の力学に基づく予測と機械学習にもとづく予測を融合させた新たな予測アルゴリズムを構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本周辺海域における海洋利用が期待されるが、不規則な波浪が海上作業の大きな妨げとなっており、その正確な把握や予測が期待されている。本研究で提案する自律型ドローンを用いた波浪モニタリングシステムは、従来の波浪観測手法を効率・経済性・即時性という観点で革新的に変えるという意義がある。本研究では、実海域で想定される様々な課題を想定した実証試験やアルゴリズムの改良に取り組み、一定の成果が得られた。またこうした波浪予測の実現は、海洋開発における安全性 や効率向上に加えて、海洋における活動の自動化・ロボティクスの導入など新たな技術革新に繋がることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 物理モデルとニューラルネットワークモデルを組み合わせた波面予測システムの構築2019

    • 著者名/発表者名
      西田梨乃, 高木健, 田中翔, 和田良太
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 28

    • NAID

      40022395021

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Prediction of Wave Time-history Using Multipoint Measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Takagi, K., Hamamichi, S., Wada, R. and Sakurai, Y.
    • 雑誌名

      Jounal of Ocean Engineering

      巻: - ページ: 412-418

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2017.03.050

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Wave Motion Alert system by Multiple Drones2018

    • 著者名/発表者名
      Sho Tanaka
    • 学会等名
      OCEANS 2018 MTS/IEEE Charleston
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wave On Demand ~Wave Prediction System Utilizing Marine Drones~2017

    • 著者名/発表者名
      Ryota Wada
    • 学会等名
      Proceedings of MTEC2017 26-28 Apr, 2017, Singapore
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 簡易な波面変位計測による沿岸域での個別波の予測2017

    • 著者名/発表者名
      濱道創太、櫻井裕司、和田良太、高木健
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会春季講演会(東京)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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