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航続距離を飛躍的に向上させるセーリング型四胴ロボット船の自動操船の研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H02376
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分24020:船舶海洋工学関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2020-2021)

研究代表者

二瓶 泰範  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00470055)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワード船舶海洋流体力学
研究開始時の研究の概要

四つの船体(胴)を持ち、各胴にはプロペラがついており、各胴は独立に回頭させることが可能であるという極めて独創的な構造をしており、その為、自由自在な操船や洋上での定点保持が可能な四胴ロボット船は養殖場内の自動水質調査を行っている。
現在はリチウムイオン電池により航行しているが、今後、さらなる長距離航行を実現させ、他の養殖施設間の移動や、自動給餌船への適用がなされる予定である。ハードセールによって風の力を使い、これを達成するため、ハードセールの設計、製作、実験により、これに適したセール形状を明らかにする。また、あらゆる風の角度に向かってセーリング可能な自動制御技術を構築する。

研究成果の概要

全長2.5m程の小型の自動航行船に搭載するセールを提案し、セールを搭載した自動航行船のVPP(速度予測プログラム) を開発した。実機セールの大きさを決定し、実機スケールのセール及び上部デッキの製作を行い、可動機構を開発した。提案した翼形はフラップを可動させることで推進力となる揚力を増大させることがわかった。VPP により、本セールを搭載したトリマランヨットの想定風速3.5m/s 中における最大船速が0.88m/sであった。風上方向へ最速となるのは49.1deg方向へ航行する場合の0.43m/s であり、風下方向へ最速となるのは178deg 方向へ航行する場合の0.81m/s であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水産養殖場の現場において自動で面的に水質を計測する小型の船が求められている。海面養殖場は広く、数km×数kmオーダーの場合もある。小型船が風エネルギーを有効利用することにより長距離移動が可能になる。帆走化の技術によりこれまでどこにもなかった養殖場で用いる環境に優しい次世代船の展開が出来るのではないかと考えた。水産資源は減少の一途をたどっており養殖漁業に大きな期待が寄せられる。環境に優しい水産業の支えとしてセーリング型ロボット船を自動水質調査船として普及させ、海面養殖漁業に貢献することが可能となる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] A Quasi-Static Motion Prediction Model of a Multi-Hull Navigation Vessel in Dynamic Positioning Mode2022

    • 著者名/発表者名
      Ji Mingyao、Srinivasamurthy Sharath、Nihei Yasunori
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 12 号: 17 ページ: 8759-8759

    • DOI

      10.3390/app12178759

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 先端的自動観測と粒子追跡モデルに基づいた養殖場における海水交換率の時間変動評価2022

    • 著者名/発表者名
      中田聡史、神尾光一郎、増田憲和、二瓶泰範
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 78-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Information Management System for Small Automatic Navigation Robot Ships2021

    • 著者名/発表者名
      Kozono Rinto, Yutaro Tsurumi, Yasunori Nihei, and Ryosuke Saga
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, Springer

      巻: - ページ: 419428-419428

    • DOI

      10.1007/978-3-030-78361-7_32

    • ISBN
      9783030783600, 9783030783617
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Improved Optimized Route Selection Method for a Maritime Navigation Vessel2021

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Tsurumi,Ryosuke Saga, Sharath Srinivasamurthy and Yasunori Nihei
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science, Springer

      巻: - ページ: 468-481

    • DOI

      10.1007/978-3-030-78361-7_36

    • ISBN
      9783030783600, 9783030783617
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 四胴型自動航行船を用いた火散布沼の養殖漁場における低塩分水モニタリング2021

    • 著者名/発表者名
      中田聡史, 三品裕史, 神尾光一郎, 増田憲和, 二瓶泰範
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77(2)

    • NAID

      130008113438

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 四胴型自動航行船を用いた浅海水域における水質観測システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      神尾光一郎, 鶴見悠太郎, 阪本啓志, 三品裕史, 増田憲和, 中田聡史, 二瓶泰範
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77(2)

    • NAID

      130008160209

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 四胴型自動航行船の養殖場への展開2021

    • 著者名/発表者名
      二瓶 泰範, 増田 憲和, 原 尚之
    • 雑誌名

      システム制御情報学会誌

      巻: 65 ページ: 13-20

    • NAID

      130008065026

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 四胴型自動航行船による高密度・高頻度な自動水質環境計測2020

    • 著者名/発表者名
      二瓶 泰範, 鶴見 悠太郎, 増田 憲和, 原田 浩太朗, 奥野 充一, 原 尚之, 中田 聡史
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76

    • NAID

      130008122540

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自動航行船「ロボセン」を利用した養殖場における水質計測の自動化・情報化2020

    • 著者名/発表者名
      二瓶 泰範
    • 雑誌名

      月間養殖ビジネス

      巻: 7月 ページ: 26-29

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Route Search Based on Multi-objective Genetic Algorithm for Maritime Navigation Vessels2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Saga, Zhipeng Liang, Naoyuki Hara, Yasunori Nihei
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 506 ページ: 506-518

    • DOI

      10.1007/978-3-030-50017-7_38

    • ISBN
      9783030500160, 9783030500177
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ロボセンを活用した養殖場の高密度・高頻度水質計測の取り組み2020

    • 著者名/発表者名
      二瓶泰範, 中田聡史, 原田浩太朗
    • 雑誌名

      水産海洋研究

      巻: 84 ページ: 212-213

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic research on the influence of descent flow from small unmanned aerial vehicle(quadcopter) on a small floating body2020

    • 著者名/発表者名
      Mingyao Ji, Sharath Srinivasamurthy, Yasunori Nihei
    • 雑誌名

      Proceedings of ASME 2020 39th international conference on ocean, offshore and arctic engineering(OMAE2020)

    • NAID

      40022395050

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Route Finding for Autonomous Vessel Considering Abstade Avoidance by Deep-Reinforcement Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Rinto Kozono, Yutaro Tsurumi, Yasunori Nihei, Ryosuke Saga
    • 学会等名
      The 28th International Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB) 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波浪中における四胴型自動航行船のアーム部材に生じる荷重2022

    • 著者名/発表者名
      谷口貴啓、田岡璃貴啓、田岡璃久、坪郷尚、二瓶泰範
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 四胴型自動航行船による高密度・高頻度な自動水質環境計測2020

    • 著者名/発表者名
      二瓶 泰範, 鶴見 悠太郎, 増田 憲和, 原田 浩太朗, 奥野 充一, 原 尚之, 中田 聡史
    • 学会等名
      土木学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Basic research on the influence of descent flow from small unmanned aerial vehicle(quadcopter) on a small floating body2020

    • 著者名/発表者名
      Mingyao Ji, Sharath Srinivasamurthy, Yasunori Nihei
    • 学会等名
      39th international conference on ocean, offshore and arctic engineering(OMAE2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal Route Search Based on Multi-objective Genetic Algorithm for Maritime Navigation Vessels2020

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Saga, Zhipeng Liang, Naoyuki Hara, Yasunori Nihei
    • 学会等名
      International Conference on Human-Computer Interaction
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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