深海知能ロボットの開発研究

深海智能机器人研发

基本信息

批准号：
13GS0005
负责人：
浦環
金额：
$ 248.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Creative Scientific Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

2001年度から5年計画で、大型母船を必要とせず特定の技術者ではなく観測者自身で展開可能な、4,000m級大深度を航行できる高度に知能化された信頼性の高い自律型海中ロボットを開発し、これをマリアナ海域などの熱帯地帯に展開して観測するプロジェクトを開始した。開発した深海知能ロボット「r2D4」をプラットフォームとして用いて熱水地帯を連続潜航し、諸現象を観測する新たな観測システムを構築、その成果を工学にフィードバックすることが目的である。最終年度となる2005年8月には、「r2D4」は、熱水鉱床発見のために伊豆小笠原海域の明神礁カルデラに潜航。「r2D4」はカルデラ底の水深1,100mからカルデラ縁水深500mの間を測線に沿って往復し、搭載するマンガンイオン分析装置の計測データによりカルデラ内に熱水活動がある確証を得、中央火口丘の北西斜面の形をインターフェロメトリーソナーにより詳細に観測し、取得したデータの解析により極めて精度の高いカルデラ内傾斜面の画像を得ている。明神礁周辺は海況が悪いことが多く、海底火山爆発の危険もあるため、これまでROVの展開もおこなわれた事はない。「r2D4」の明神礁潜航成功が示唆することは、「r2D4」のような無人機が多様で複雑な海域の観測に有効であることを証明した事であり、今後の海洋観測における無人機の活躍の可能性の拡大を意味している。本学術創成研究による「r2D4」プロジェクトの研究期間は、今年度で終了するが、持続的海洋観測システムとしてのAUVの本格的活動はこれからであり、「r2D4」は来年度以降もインド洋のロドリゲス諸島にて熱水鉱床の発見・観測を目的とした観測潜航を予定しており、深海ロボットの一層の活躍と研究の展開が期待される。なお、本学術創成研究においては、ロボット知能の向上を目的としたロボットの航法の研究にも取り組み、ロボットが熱水鉱床などの発見のために海底面から湧出するメタンガスなどの自然物を自己位置確認のためのラソドマークとして利用する水中航法の開発を小型AUV「Tri-Dog 1」により開発し、JAMSTECおよび東京大学の平成17年度研究船公募に採択され、2006年3月に鹿児島湾「たぎり」において湧出するガス近傍に棲息するサツマハオリムシの観測をおこなった。また、ロボットに搭載する化学センサの開発も進め、熱水湧出を裏付ける主力化学センサであるマンガン硫黄濃度計の小型化に取り組み、これまでより容積が半分以下のものを開発、上記明神礁カルデラ観測時には搭載している。さらに超小型現場型化学分析機器の開発も進め、2005年4月に鳩間海丘における化学計測器の試験をおこない、データ取得に成功している。深海知能ロボット「r2D4」という海中プラットフォームの実現が、新たな航法やセンサ開発を促進し、海洋に新しい学術創成の芽を生み出したことは間違いない。日本における海洋観測の将来のためにも、AUVの更なる開発と展開とが加速することを期待して、本学術創成研究期間の終わりとしたい。

在2001年的五年计划中，该公司开发了一个高度聪明，可靠，自主的水下机器人，可以在4,000m的班级深度中导航，而无需大型的母舰，并且可以由观察者本身而不是特定的工程师部署，并开始将其部署到Mariana Sea等热带地区。目的是使用开发的深海智能机器人“ R2D4”作为一个平台，以连续潜入水热区域，构建一个新的观察系统，以观察各种现象，并将结果送回工程。 2005年8月，即最后的一年，R2D4跳入Izu Ogasawara Sea的Myojin Reef Caldera，发现水热沉积物。 R2D4沿测量线在火山口底部的深度为1100m之间来回走动，深度为500m的周长，而木制锰离子分析仪的测量数据则可以证明Caldera内部的热热活动的证据，可在Caldera内使用中央cr板的详细分析和详细的中心数据形状，并具有对切入的son ander cone的形状。火山口倾斜表面的准确图像。 Myojin Reef周围的海洋条件通常较差，海底火山爆炸风险很大，因此ROV从未被部署。 R2D4的Myojin Reef缺乏性的成功表明，它已证明R2D4之类的无人机可有效观察多样化且复杂的海洋地区，这意味着无人飞机在未来的海洋观察中有用的潜力。 The research period for the r2D4 project, based on this academic development research, will end this fiscal year, but full-scale AUV activities as a sustainable ocean observation system are on the way, and r2D4 is scheduled to continue to conduct observation dives in the Rodriguez Islands in the Indian Ocean from next year onwards, with the aim of discovering and observing hydrothermal deposits, and it is expected that deep sea robots will be further active and research will be开发。在这项学术开发研究中，我们还研究了机器人导航的研究，目的是改善机器人智能，并开发了一种水下导航系统，在该系统中，机器人使用自然物体（例如从海底流动的甲烷气体）来发现水热沉积物和其他区域作为Lathodo标记进行自我站点检查。它被选为詹姆斯特（Jamstec）和东京大学（University of Tokyo）的2005年研究船只公开供应研究船，并于2006年3月观察到居住在Kagoshima Bay“ Tagiri”的气体附近的Satsumaha Rimbugs。我们还开发了用于安装在机器人上的化学传感器，并正在努力将锰硫浓度仪微型化，这是支持热水流量的主要化学传感器，并且在观察Myojin Reef caldera时已开发出少于一半的体积，并且在观察时安装了。此外，该公司一直在开发超紧凑的现场化学分析仪器，2005年4月，该公司在Hatoma Kaiko进行了化学测量仪器的测试，并成功地获取了数据。毫无疑问，称为深海情报机器人“ R2D4”的海底平台的实现已促进了新的导航和传感器开发，从而在海洋中创造了新的学术创造细菌。我们想结束这个学术发展研究期，希望加速日本海洋观察未来的AUV的进一步发展和发展。