| 研究課題/領域番号 |
21H01552
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| 研究機関 | 大阪公立大学 |
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研究代表者 |
有馬 正和 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (70264801)
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| 研究分担者 |
石井 和男 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (10291527)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 自律型海中ロボット / ハイブリッド型水中グライダー / KAUBE-1500 / エネルギー効率 / 機動性 |
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| 研究実績の概要 |
2022年度は、当初の研究計画に沿って、下記の3項目を実施した。
① HAUVのエネルギー消費の推定手法の確立：自律型海中ロボットKAUBE-1500が、水平姿勢および鉛直姿勢で潜降・浮上する場合に機体にはたらく流体力（抗力）を数値流体力学（CFD）によって推定し、浮力調整装置および重心移動装置、スラスターの駆動に要するエネルギー消費を推定・評価する手法を検討した。運用シミュレーションの結果、KAUBE-1500を鉛直姿勢で潜航させた場合、水平姿勢で潜航させた場合に比べて1/8程度の消費エネルギーになることが明らかとなった。
② HAUVの自律制御系の構築：自律型海中ロボットKAUBE-1500の高度知能化を実現するために、制御システムを従来のPLC（Programmable Logic Controller）からROS2（Robot Operating System 2）への換装を行った（令和3年度）。令和４年度は、最終年度（令和５年度）に実施する実海域での海洋環境・生態系のモニタリング調査に向けて、前述のエネルギー消費の推定結果に基づき、さらに高度な自律制御プログラムの開発を進めた。鹿児島湾にて実海域試験を実施し、ハードウェアの動作確認を行った。
③ HAUVの改造：KAUBE-1500の運動性能を向上させるために、耐圧容器を延長してバッテリーパックを回転させる機構を組み込んで機体重心を左右に移動させることによって、バンクを伴う旋回ができるようにした。改造後のKAUBE-1500MkIIの制御系を令和５年度に開発をする計画である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
新型コロナウイルス感染症の影響で令和３年度に実施した実海域試験の不具合を改善することができず、令和４年度の実績報告において「やや遅れている」と自己評価をせざるを得なかったが、令和４年度は、機材（小型高圧海水ポンプ）の改修もでき、エネルギー消費を推定評価するための運用シミュレーションを順調に実施することができた。さらに、部材の調達が危惧されていたが、機体の改造を実施することができたことから遅れを取り戻せたと考えている。令和５年度（最終年度）の実海域試験に向けて、研究計画が概ね順調に進展している
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| 今後の研究の推進方策 |
改装工事を実施したKAUBE-1500MkIIの制御系（ハードウェア・ソフトウェア）を構築を急ぐとともに、令和５年度の研究計画に基づいて下記の研究を推進する。
① ハイブリッド型水中グライダー（HUG）の潜航シミュレーション手法の構築、② HUGの自律制御系の構築と実証試験、③ HUGの実用化に向けた検討
また、研究成果の公表を積極的に行う。
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