ZERO-G型水中ロボットによるビジュアル観測システム

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06F06167
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 浦 環 東京大学, 生産技術研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): THORNTON Blair 東京大学, 生産技術研究科, 外国人特別研究員
• Keywords: Zero-G / 自律型水中ロボット / 内部ジャイロ / IKURA / 水中ドッキング / 水中画像観測 / 発電 / 物理電池

Research Abstract

代表者らは2005年に製作したZero-G型水中ロボット「IKURA」が自律型(Autonomous UnderwaterVehicle, AUV)として長期的な水中画像観測を行うために必要な電気回路を設計し、ハードウエアを製作した。開発したシステムの概要を以下に示す。
1)メインCPUの処理能力の向上:固定されたターゲットのマッピングや動いているターゲットの追跡という2種類のビジュアル観測任務を行うには、ロボット単独でターゲットを見分けターゲットから相対的な位置及び姿勢の変化をリアルタイムに推定する必要がある。さらに、自律型として水中観測を行うには障害物を認識して回避しなければならない。これに必要とされるセンサや高度なリアルタイム処理に対応するために以前より20倍以上処理能力が高いCPUをベースにIKURAのソフトウェアとハードウエアを向上した。
2)長期水中観測用のエネルギーシステム:数ヶ月などの長期的な水中観測を行うには、ロボットは水中でドッキングを行い充電する必要がある。現在AUVで使われているNiCdやLi-ion電池などは、充電に多くの時間が必要であり、充電中にガスを発生するため、水中でロボットの圧力容器内で充電するのは危険である。そのため、IKURAの姿勢制御システムとして搭載されたジャイロで発電する電気回路を設計し、化学電池や燃料電池を必要としない物理電池システムを開発中である。姿勢制御装置とエネルギー源を一体化させることによって小型化できるとともに、ガスなどを発生しないため圧力容器内で充電することが可能となる。また化学電池の10倍以上早く充電できるため、水中でドッキングをする長期的な水中観測システムに適している。このようなシステムを水中で実用するのは世界初となる。現在は本システムを実現するのに必要な電気回路、エネルギー制御システムを開発している。
次年度7月までに、長期水中観測用のエネルギーシステムの有効性を検証するためにIKURAで実験を行い、後半からビジュアル観測システムの実験を行う予定である。