水中環境状態観測のためのユビキタス情報収集手法に関する研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23300074
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 川端 邦明 独立行政法人理化学研究所, 理研-XJTU連携研究ユニット, ユニットリーダー (90301754)
• 研究分担者: 鈴木 剛 東京電機大学, 工学部, 教授 (00349789) ; 武村 史朗 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (70455187)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: システム工学 / 情報システム / ネットワーク / 海洋生態 / モニタリング

研究概要

研究最終年度である本年度は，前年度までに研究開発を行った水中環境データ収集支援のためのセンサノード・プロトタイプおよびオンライン・データ収集手法について高度化を行った．また，開発技術を統合することで水中環境データ収集システムの構築を試みた．水中での実験を行うことで，当初の目的が達成されたことを実証した．具体的には以下に示す通りである．
定点観測のための水中定点センサノードに関する研究開発として，開発を行った定点センサノード・プラットフォームを用いた水中環境データ収集および時空間情報等の収集データの蓄積・提示に関する技術開発を行った．特に，安定した定点観測データ収集のためのノード係留法やデータ転送法について開発を行った．さらに，収集水中データを時空間情報と整合した形式で計算機上に蓄積する手法を設計し，データ収集機能として実装した．
また，水中移動センサノードに関する研究開発として，複数スラスタを協調的に制御することでデータ収集・観測のための姿勢安定化に関する機構や制御手法ついて開発を行った．さらに，オペレータによる移動センサノードの遠隔操縦の間に，水中環境データを自動的にオンライン収集する手法について開発を行い，プロトタイプに実装した．これにより，水中移動センサノード搭載されている内界センサ（姿勢，深度，電流等）及び外界センサ（カメラ）のデータをオンライン転送し，外部の計算機上に蓄積する機能を実現した．
最終的に，水中環境データをオンラインで収集するために，開発した定点・移動センサノードを無線ネットワークにより結合してシステム化を行った．各センサノード・プロトタイプを水中環境に展開して，オンラインでデータ収集を行い，実験結果により当初の目標を達成したことを確認した．
研究課題遂行によって得られた成果については，関係学会の論文集や国際会議等にて発表を行った．

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Underwater Monitoring Wireless Sensor Network to Support Coral Reef Observation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, K. Kato, E.Makihara, T. Kobayashi, H. Kono, K. Sawa1, K. Kawabata, F. Takemura, N. Isomura, H. Yamashiro
  • 雑誌名: International Journal of Distributed Sensor Networks 巻: Vol.2014
  • DOI: 10.1155/2014/189643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Easily-Removable Underwater Manipulator Unit with built-in Controller (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Takemura, R. T. Shiroku, K. Kawabata, S. Sagara
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.25 ページ: 778-784
  • URL: http://www.fujipress.jp/finder/xslt.php?mode=present&inputfile=ROBOT002500050002.xml
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental Verification of Lifting Force by an Underwater Robot with Thrusters Having the Passive Posture Maintenance Mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: F. Takemura, S. Futenma, K. Kawabata, S. Sagara
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.25 ページ: 812-819
  • URL: http://www.fujipress.jp/finder/xslt.php?mode=present&inputfile=ROBOT002500050006.xml
  • 査読あり
• [雑誌論文] On-line Image Gathering utilizing an Operated Underwater Movable Sensor Node (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kawabata, F. Takemura, S. Futenma, T. Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.25 ページ: 772-777
  • URL: http://www.fujipress.jp/finder/xslt.php?mode=present&inputfile=ROBOT002500050001.xml
  • 査読あり
• [雑誌論文] Method of Dynamic Image Processing for Ecology Observation of Marine Life (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Okuda, H. Kamada, S. Takahashi, S. Kaneko, K. Kawabata , F. Takemura
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 25 ページ: 820-829
  • 査読あり
• [学会発表] 受動型スラスタ姿勢維持機構を用いた水中ロボットの引上力の検討
  • 著者名/発表者名: 普天間翔汰，武村史朗，川端邦明，相良慎一
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会2013
  • 発表場所: 茨城県つくば市，日本
• [学会発表] On-line Image Gathering by Stationary and Movable Sensor Node for Underwater Visual Surveys
  • 著者名/発表者名: K. Kawabata, F. Takemura, T. Suzuki, K. Sawai, S. Takahashi, H. Yamashiro, N.Isomura and J. Xue
  • 学会等名: IEEE TENCON2013
  • 発表場所: Xi’an, China
• [学会発表] Dynamic Feature Point in Ocean -Marine Tag-
  • 著者名/発表者名: Y. Nota, S. Takahashi, K. Kawabata , S. Kaneko, F. Takemura, T. Suzuki
  • 学会等名: Korean-Japan Joint Workshop on Frontiers of Computer Vision
  • 発表場所: Okinawa, Japan