災害救助ロボットの背景
どうも、しぶちょーです。ものづくりの視点は、産業機械の現役エンジニアである私、しぶちょーが、ものづくりに関するトピックを独自の視点で解説する番組です。
今日はですね、ロボットのお話をしたいと思います。
ロボットって言ったら、ルンバを作っていたアイロボットが倒産したっていうのは最近すごく話題ですけども、
今日はね、ちょっとそれとは違う話です。
ちょっと重い話から入らせていただくと、2011年の3月11日、何が起きたかは、皆さんご存知ですよね。東日本大震災でございます。
あの日、福岡第一原発では、電源が全て失われて、原子力が冷却できなくなって、水素爆発が起きたと。
それに対して命がけで、原発に勤める方々がですね、いろいろな作業をされていたわけです。
あの時、その後もそうなんだけど、日本中が期待していたことがあるんですよ。
それが何かって言ったら、災害現場でのロボット活用です。
日本ってね、ロボット大国なんて言われるんだからさ、ロボットが原発の中に入り込んでいって、そういう危ない作業とか、いろいろできるんじゃないのと。
もうね、当時ね、ホンダ足もやってましたから、足元がいるじゃんと。
ああいうのが危ないところに入っていって、人の代わりに仕事してくれるんじゃないのと、誰もが思っていたわけですけども。
でもね、実際、現実は違ったんですね。
最初に福岡第一原発に投入されたロボットって、日本製のロボットじゃないんですよ。
それが何かって言ったらね、アメリカ製のロボットだったんですね。
しかもね、それがどこが作ったかって言ったら、もう今は破産してしまった、ルンバを作っているあのアイロボットのパックボットっていうものがあるんですけど、
そういう軍事用のロボットが最初に福岡第一原発の被災現場に導入されたんですね。
日本製のロボットって、あの時災害現場で活躍できなかったんですよ。
で、なぜ日本製のロボットが活躍できなかったのかっていうのは、有識者は語ってるんですけど、
実はね、ロボットのタフさが足りなかったのよ。
研究室の綺麗な環境では動くんだけど、放射能が飛び交うとか、瓦礫だらけとか、通信が途絶えるような過酷な環境で、
実際にそこで作業できるロボットっていうのがなかったんですよね、日本には。
だから日本製のロボットっていうのは、あの時点でもその災害現場で活躍することができなかったと。
そこから14年ですよ、立ちましたと。福岡市南相馬市ですね。
WRS2025の開催
世界最先端のロボット実証施設、福岡ロボットテストフィールドっていうのは作られて、
2025年の10月、だから2ヶ月前ね、ここでWRS2025、過酷環境FREIチャレンジという国際ロボット競技会っていうのが開催されたんですよ。
今日はこの大会のお話をしたいと思います。
ちなみに今日の話は、ちょうど先日も同じような話したんですけど、
学会誌に載っている内容を元に話していくっていうやつね。
先週、2日前ぐらいか、11月の精密工学会誌というものに載ってた内容をピックアップして紹介させてもらったんですけど、
今日は12月号の機械学会誌の特徴で載っていた内容を元にお話ししていきます。
それでは早速いきましょう。
今日お話しするのはね、今年10月に行われた過酷環境FREIチャレンジと、
なかなかこうどういうチャレンジなんだっていう感じの名前なんですけど、これはロボットの競技会です。
しかも過酷な環境で使うロボットの競技会と、そういう結構珍しいタイプのコンテストなのね。
まずなぜこんなロボット競技会が重要なのかという話です。
実はですね、福岡原発の事故をきっかけにアメリカでDRPIという国防高等研究計画局っていうね、
ちょっと早口言葉みたいな局がですね、2013年ね、その団体が主催のロボティクスチャレンジっていう災害対策ロボットの競技会を始めたんですよ。
だから福岡で起きたような災害で、実際に人間が入れない場所で作業できるロボットを作ろうよと、
こういう環境でちゃんと動くロボットを競う大会があった方がいいよねという趣旨で、
そういう大会がアメリカで始まったんですよね。
実際の災害の現場をモチーフにした、そういう競技会ね。
この競技会、実は日本にとっては非常に屈辱的な結果になってしまったんですね。
2013年の予選ではですね、東大発のベンチャー企業が結構性能良くてですね、勝ち進んだんですけど、
その後にGoogleに買収されて、結局決勝に出れませんでしたよと。
その2年後、2015年の決勝ではですね、日本勢は最高10位と、優勝は韓国のチームと。
だから福岡原発の事故はきっかけで始まった競技大会なのに、
その当事者たる日本は全然その大会で結果を残せてなくて、苦渋を飲んできたんですよね。
すごく日本にとっては悔しい結果というか、やっぱりいろいろと思うところがある結果なわけですよ。
じゃあ日本はそれで指を加えて見ていったのかって言ったらやっぱりそうじゃなくて、
2014年からですね、タフロボティクスチャレンジっていうプロジェクトが始まって、
過酷な環境で動くロボットっていうのを開発していかなきゃダメだよねということで、こういう開発が本格化していくんですね。
で、2020年、福岡県の南相馬市にですね、福岡ロボティクスフィールドっていうのが開所したんですよ。
ここはね、東西1キロ、南北500メートルっていう非常に巨大な施設で災害を模擬した実験ができる世界最先端の拠点なわけね。
今回、WRS 2025 過酷環境FREIチャレンジ、これもちょっと長いんだけど、
このチャレンジはですね、この福岡県にできた施設を使って行われたわけです。
主催は福岡国際研究教育機関、ここが略してFREIね。
経済産業省も共催でやってまして、8カ国の地域から34チームが参加して、
4つの競技でロボットのタフさとか、実際の災害の現場で使えるかっていうのを競い合うという大会が行われたわけです。
賞金総額は5000万円と、結構ガチの国際競技界ですよ。
これって本当に単なるロボコン、ロボットの性能を競い合おうぜっていうシンプルな大会ではなくて、
福岡の原発事故っていう痛みから生まれた、日本の災害対策の技術のリベンジマチと言っても過言ではない。
過酷環境でのロボットチャレンジ
そういう大会なんですね。具体的にどんな競技があるかっていう話なんだけど、主な競技が4つあるんですよ。
これは次のチャプターで紹介しますけど、この4つの中でも特に面白いというかユニークだなって思うのが、
過酷環境ドローンチャレンジというものなんですよね。
その名の通りドローンを過酷環境でどのくらい使えるかみたいな、そういうチャレンジなんだけど、
このミッションがマジで過酷なんですよ。とんでもないんだけど、
まず南相馬市の滑走路から福岡のロボットテストフィールドまで海の上13キロをドローンで飛ぶわけ。
途中通信が切れる可能性もあるんだけど、それを切れないように海の上を過酷してるわけね。
さらにそこから、海の上13キロを飛ぶがミッションじゃないから、そこからさらに3つミッションがあります。
1つ目のミッションは救護車両のルート探索と、災害直後を想定して空から道路を見て障害物とか見つけて、
救護車両このルート通れるよねっていう特定すると、そういう画像から状況を察するみたいな、そういうミッションがあるわけ。
それもドローンがやることね。ミッション2、2つ目のミッションは要救護車の特定と物資の搬送。
災害地域でちゃんと要救護車を見つけることができるかと。
あとは地面に連下で書かれた文字を読み取るっていうミッションもあって、文字が水なのか食料なのか薬なのかっていうのを判別して、
空からドローンで撮ってるわけだけど、適切な物資を届けると。水が欲しいよって書いてあったら、そこに水を届けるとドローンでねっていうミッションがありますよ。
もう一つ最後のミッションが一番難しいんだけど、建屋内の被災者の状況を把握と3Dマップの作成っていうのがあるんだよ。
東海の危険がある建物の中にドローンでビューって侵入していって、その中にいるダミーの人形置いてあるんだけどね、人の代わりに。
それを見つけ、名前のタグを読み取り、姿勢を確認すると。
GPSの信号が届かないその家屋の中で自立飛行しながら3Dマッピングまでやるみたいな。
もう本当に実際極限の状態だよね。条件がすごく悪い状態、災害を意識した状態でいかにミッションをクリアできるかということをやるのがこのチャレンジなんですよ。
こんなミッション本当にできるかと思うんですけど、優勝したチームの技術はすごかったんですね。
大型のドローンを1個使って、そこに小型のドローンを乗っけて13キロまず飛行すると。
だから海の上を渡っていくのは大型のドローンで渡るんだけど、上には小型のドローンが乗っていると。
建物の近くまで着いたら、今度はその大型のドローンの上から小型のドローンがピュッと切り離されて、それが本体として飛んでいくわけね。
親機に、親機というのは大型のドローンの方にスターリンクミニという受信機をつけていって、
スターリンクというのはイーロンマスクをやっている衛星通信サービスなんだけど、衛星から通信するから、
周りの障害とか受けないよね。周りの基地局とかが壊れてしまっても通信が確保できるから、
スターリンクで通信をしながら、大きいドローンに乗った小型のドローンを13キロ離れた地点からFPV操作していくんですよね。
FPVというのはゴーグルをつけて、3Dゴーグルみたいなやつをつけて、ドローンを操作するっていう一人称の操作。
だから実際にこのドローンの見ている映像を自分でも一緒に見ながら操作するみたいな。
私がやったら5秒で酔いそうな操作があるんですけど、それで実際に切り離された小型のドローンを飛ばしながら要求助手を見つけていくみたいな。
そういうことをやったチームが優勝したのよね。これ記事の中にも書いてあるんだけど、本当に感動的な瞬間だったと書いてあります。
これ本当にすごいよね。13キロは大きいドローンに小さいドローンを乗っけて飛ばして、目的地に着いたらそこから切り離された小さいドローンを13キロ離れた先からゴーグルで画像を見ながら遠隔操作して救助者を見つけると。
これは本当にSFの世界が現実になっているんだなと。すごい技術だなと思いますよね。
だって13キロ先の建物の中を衛星通信で遠隔操作したドローンで探索するってもう10年前じゃ全然考えられないですからね。
あ、ちょっと説明忘れてましたけど、一応私は機械学会の特集記事を元に喋ってますけど、この記事はウェブ上でもまとまっていて全く同じものを読めますから、リンクをこのチャプターに貼っておくんで、
画像とかさ、やっぱり見た方が分かりやすいと思うので、詳しく読みたいよって方は概要欄とこのチャプターに貼っておきますので、ぜひとも見てみてください。
今紹介したのは過酷環境ドローンチャレンジっていうドローンに限定したチャレンジではあるんですけど、他にもいろいろチャレンジがあるんで、そちらの競技3つ紹介していきます。
まず一つ目、プラント災害チャレンジと。これは科学プラントで事故が起きましたよっていうのを想定したチャレンジで、デジタルツイン技術を使ってですね。
デジタルツインっていうのは仮想空間と現実空間を連携させながら、いろいろなことを取り組もうみたいな、そういう技術なんですけど、そのデジタルツインを使って、
実際、異常検知とか点検とか診断を行うと。だから圧力計の数値をデジタル空間上で読み取ったりとか、バルブを操作したりとか。
とにかくそのデジタル空間っていうのをうまく使いながらロボットを操作して、いろんな障害に立ち向かうみたいな、そういうチャレンジなんですよね。
そういう競技が一個ありますと。もう一つはシミュレーション災害チャレンジと。これもすごいユニークなチャレンジなんだけど、7段階で環境がどんどん悪くなっていくっていう中で、ロボットでミッションを行うという競技です。
最初、ロボットでこういう作業をしてくださいねっていう状態が与えられていて、最初の作業をしているときは普通なんだけど、だんだんその作業環境っていうのが悪くなっていくと。
照明が落ちたりとか、煙が充満したりとか、すごい電波が急に途絶えたりとかね。時々刻々と何らかの条件が厳しくなっていくと。
その厳しくなった条件に対して消火化活動をしたりとか、臨機応変に対応しながらミッションを遂行するっていうですね、本当の現場だよね。
災害救助ロボットの競技内容
だから、地震を想定しているのかなかなり。次の地震がいつ来るかわからない環境で、ロボットで何らかの操作をしていたとか、何らかの作業をしていたときにも、ちゃんと対応できるよねっていう能力を競うみたいな、そういうチャレンジがシミュレーション災害チャレンジってやつです。
ちなみにこのセッションを完遂できたチームはゼロだったそうで、いかにやっぱり環境が変化するっていうことが難しいかがよくわかるよね。
最後3つ目は標準性能評価ドローンチャレンジと、これはドローンの基本的な能力を客観的に測定するっていう、だからドローンの体力テストみたいなもんだよね。
地味だけど重要なんですよ。やっぱ災害対策のロボットを実際に導入しようと思ったときに、どれくらいの性能あるのっていう客観的な基準がないと、まずスタートラインに立てないっていうのがあるので、
そういう基本性能っていうものを定義して、それをちゃんと競い合いましょうみたいな、そういう競技もあるんですね。
ドローン体力テストもあると。さっきチャプターで紹介したような過酷環境ドローンチャレンジというのもあって、合計4つだよね。
だからプラント災害チャレンジとシミュレーション災害チャレンジとドローン体力テストと、あとは過酷環境ドローンチャレンジと、この4つの種目でいろいろと大会が行われたわけですね。
この大会を通じて見えてきた面白いパターンがあるんですけど、それはですね、上位に入賞しているのは産学連携のチームが多いということです。
産学連携っていうのは、企業と大学が組んでロボットを作ったチームっていうのがやっぱり上位の成績を残しています。
大学の最先端研究と企業の実装力とか品質の知見を組み合わせたチームっていうのは、災害現場とか実際現場で動くロボットを作るのに強いんですよ。
そんな当たり前だよねって思うかもしれないんですけど、一方で他の一般的なロボットの競技とかロボコンを見てみると、実はですね、成績残しているのって大学単独のチームが多いんですよね。
これが結構如実に現れているなと思っていて、当たり前ではあるんですけど、企業と大学では同じようにロボットを作っても得意な技術っていうのが違うんですよ。
単にもう整った状態で技術を競うよっていうのであれば、アカデミックな技術とかそこのテクニックだけでも結構戦えたりはするんですけど、
その使用環境っていうのが過酷になればなるほどですね。営利企業の市場競争の中で作り込まれた品質を作る技術とか、それこそものを作り込む技術とかノウハウっていうのがすごく必要になってくるわけです。
記事の中では社会実装を考えるとやっぱり企業の知見ってすごい重要だよねってことが指摘されていて、今後はもっと産学連携を促すべきだとそういうことが書いてあります。
やっぱりこの研究と実装、社会実装の間にはやっぱりギャップがあって、両方の強みを組み合わせることで初めて使える技術になると、そういうことなんですね。
よく産学連携とか産間学連携とかって言って、製造業の世界でも結構よく言われますよ。大学と共同研究してこういう製品を作っているんですよとか、
産学連携の重要性
中小企業さんでもそういう取り組みやられてるとこあるんですけど、ぶっちゃけな話すると、使えるものを作ろうって言って産学連携をやってる企業っていうのは結構少なくて、
基本的には産学連携促進用の補助金狙いでやってるよという企業が実態として多いんですよ。だから補助金チャリンチャリンビジネスとして、大学とやっときゃお金もらえるからラッキーみたいな感じで取り組んでしまっているっていう節がなくはないっていうのがぶっちゃけた話の現実ですね。
メーカー側もさやっぱ機械売りたいから、これ産学連携でこういう補助金使えるからこういう機械入れましょうよみたいな提案をしたりしなかったりするんだけども。私もそういう製造業のものを作る方の世界にいるわけだから、そういうのよく見るのよね。産学連携の取り組みって正直ビジネス的な補助金これで取れるよっていう部分の方が文脈として強いっていうイメージが正直あります。
だけど、実際に産学連携の見方をもっと変えていかないといけないなって思いました。もちろん産学連携っていうのがすごく技術の社会実装として重要っていうのはわかりきってはいるんですけど、実態に即してないよねっていうのは現実問題あると。
ただ今回のこの大会の結果もそれを有意に物語っていますけども、大学と企業、お互いのいいところというかお互いが得意とすることを組み合わせてものづくりを進めていくっていうのはどういう価値を生むのかというのがよくわかる大会なんじゃないかなと思いましたということでございます。
ちなみにこの大会ね、さっき記事がありますよって言いましたけど、その記事の中にYouTubeのアーカイブ動画が貼られています。どういうふうな取り組みをしてどういう大会なのかっていうのが、結構全部その動画で網羅できますから、興味ある方は是非ともそこから見てみてください。
福岡から世界に発信する日本の災害対策ロボットの今がわかる動画となっております。
はい、というわけで今回はここまでとさせていただきます。ちょっとコメント返しはですね、また明日にさせていただきます。実は結構いろいろわたわたしてたらまた夜遅くなってしまったんでね、ちょっと睡眠時間を確保するという意味で早く寝させていただきます。
結局ねもう毎日なんか22時から打ち合わせがあったりとかバタバタしてるよね。ちょっと寝る寝るって言いながら寝ないと寝る寝る詐欺してるんでね、ちゃんと睡眠時間を確保して健康的な生活をしていきたいと思っております。ということで今回はここまでとさせていただきます。私は支部長技術研究所という技術ブログも運営しています。こちらも是非チェックしてください。
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