研究室ではハードウェア設計から
AIによる画像認識技術まで学べる

　人間に降りかかる多くの問題を解決してくれるのがロボットであり、それを生み出すのがロボット研究者の使命でもある――。

　安助教がAUVを使って解決に取り組んでいるのが、日本近海でクラゲが大量発生している問題だ。エチゼンクラゲなどの大型クラゲが大量に押し寄せることで、漁網を重みで破ったり、一緒に水揚げされる魚を傷つけたりするなど、深刻な漁業被害がもたらされているという。

「大型クラゲの大量発生は2000年代から問題になっていましたが、これまでは定置網など人間の力によって駆除が行われてきました。これをAUVで代用できるのではないか。そう思ったのが研究の始まりです。具体的には、クラゲの多い海域にAUVを投入し、ソナーや人工知能を用いた画像認識技術によってクラゲを検知、搭載したホースとプロペラでクラゲを吸引・粉砕する仕組みです。海を泳ぐ魚や、漂流するビニール袋などのゴミとも識別し、クラゲを検知して吸い込むことができます」

　開発過程で課題として立ちはだかったのは、クラゲを検知して吸引装置が起動するとある一方向に力が発生するため、それによって機体の姿勢が崩れてしまうこと。安定性がなくなると、うまくクラゲを吸い込むことができない。この問題に対処するために、大学内にあるプールで、実機を使って実験を何度も繰り返した。

「吸引によって下方向に力が発生しても、その傾きを内蔵のセンサで感知し、連動してスラスターを回転させることができれば姿勢の安定性は保たれます。『ロール・ピッチ・ヨー』とも表現される機体の姿勢と角度を、3次元的に制御するシステムを構築しています」

　この研究は科研費から約500万円の助成を受け、実用化に向けて開発が進行中。2024年度には瀬戸内海での実証実験を計画している。

　こうした最先端の研究は、安助教の研究室に所属する学生にとっても刺激が多い。水中ロボットの性能を競う大会で優勝や上位を独占するなど、全国レベルの研究に挑戦している。

「学生の研究テーマは、AUVのハードウェアの設計から、クラゲとビニール袋を見分ける画像認識技術、姿勢の安定制御の研究など多岐にわたります。ロボット開発におけるすべてのプロセスを学んでほしいのです。今後も学生とともに、人間の手の届かない環境を探究し、問題を解決するロボットの開発に取り組みたいです」