TOPIC No.６-３４ 自律型無人潜水機（AUV；Autonomous Underwater Vehicle）

01.	深海巡航探査機「うらしま」(自律型の深海探査ロボット　 　by国立研究開発法人　海洋研究開発機構 (JAMSTEC）
02.	深海巡航探査機「うらしま」 　by日本海洋事業株式会社(NME)
03.	深海巡航探査機：うらしま　by三菱重工業
04.	深海巡航探査機「うらしま」〜15年目の到達点〜　JAMSTEC　Youtube
05.	自律型無人潜水機(autonomous underwater vehicle、AUV)　 　byフリ−百科事典 Wikipedia
06.	自律型無人潜水機（AUV）マリンバードの開発　by川崎重工業
07.	新たな 無人探査機むじんたんさきが仲間入り！　「ゆめいるか」、「じんべい」、 　「おとひめ」の誕生！　2012年4月5日　byJAMSTEC

自律型無人潜水機、川崎重工が実証に成功 ２０２０年度中の実用化を目指す 2017年11月22日 ニュ−スイッチ>

川崎重工業は２１日、英国スコットランドの海上試験場において、自律型無人潜水機（ＡＵＶ）の実証実験に成功したと発表した。プロトタイプ（写真）のＡＵＶを使い、海中での非接触充電や大容量光通信を実証した。川重はオイルやガスの海底パイプライン向けでは世界初となるメンテナンス用ＡＵＶの開発を進めている。２０２０年度中の実用化を目指す。

ＡＵＶは自ら置かれた状況を判断しながら、与えられた仕事を自律的に遂行できる。現在主流の遠隔操縦無人潜水機（ＲＯＮ）と異なり、洋上船のオペレーターや特殊な船上装置が不要になる。

充電や収集データの母船への送信も海中で行えるほか、ＡＵＶの揚げ降ろし作業で船員の負担も軽減でき、メンテナンスコストの低減につながる。

日刊工業新聞2017年11月22日

自律型無人潜水機 軍事・資源開発などで利用 2017/5/21　日本経済新聞

自律型無人潜水機（ＡＵＶ）は蓄電池などを動力源として海や水の中で航走するロボットだ。日米欧などが開発しており、一部は市販されている。大きさは数メートルから10メートル程度のものがある。

海洋研究開発機構は「うらしま」「ゆめいるか」などを開発。東京大学や海上技術安全研究所、…

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川崎重工、英大学と自律型無人潜水機の制御アルゴリズムの共同研究を開始 2015/12/01 　マイナビニュース

川崎重工業(川崎重工)は11月30日、英ヘリオット・ワット大学と、海底オイル・ガス分野での活用を目指す自律型無人潜水機(AUV)に搭載する制御アルゴリズムの開発のための共同研究に関する契約を締結したと発表した。

研究期間は2015年9月から2019年8月までの4年間で、「AUVによる近距離での水中パイプラインの位置予測のための、複数センサーを使用した融合アルゴリズムの開発」をテーマとした研究を進める。

同社はかねてより、海底パイプラインのメンテンナンス需要に注目しており、AUVの先進的要素技術の開発に取り組んでいる。ヘリオット・ワット大との共同研究では、AUVが複数のセンサーを用いて海底パイプラインを自律的に認識・追跡し、土砂などに覆われた状態でも目標物を見失うことなく、至近距離から検知し続けるためのアルゴリズムの開発とシミュレーションによる実証試験を行うとしている。

ヘリオット・ワット大の海洋システム研究所は、同分野や再生可能エネルギー分野向け潜水艇の制御技術の研究開発で知られ、同大学のオフショア実フィールドでの豊富な研究実績と、同社が有する潜水艇の製造や水中ドッキングの制御技術、ソフトウエアの開発技術を組み合せ、先進的なAUVの開発を進めていくという。

川崎重工は2019年8月までの共同研究以降は、2020年度中にAUV実機を製造し、北海などで実証試験を行うことを目指すとしている。

国交省が無人探査機導入　ＥＥＺの資源調査 2010/09/05　中国新聞ニュ−ス

国土交通省は、日本の排他的経済水域（ＥＥＺ）の海底に石油やガスなどの天然資源があるかどうかを本格調査するため、地形データを詳しく集めることができる無人の潜水探査機を導入する方針を決めた。２０１１年度予算の概算要求に11億円を計上し、12年度の運用開始を目指す。ＥＥＺの海洋権益の確保に向けた姿勢を海外にアピールする狙いもありそうだ。

天然資源の有無を推定するには、海底の起伏や地殻構造などの詳細なデータが必要。海上保安庁の測量船に搭載した機器によるこれまでの調査では、水深約２００メートルまでしか精密な情報は得られなかった。

導入する探査機は、全長10メートル程度でロケットのような形をしており、水深約２５００メートルまで潜行することが可能。あらかじめプログラムした経路を潜り、海底から50メートルの高さから音波を使って地形を正確に把握する。

国交省は天然資源の存在が有望視される特に重要な深海を選んで活用する方針だ。

ＥＥＺは、沿岸から２００カイリ（約３７０キロ）以内と規定されている。日本と中国の間では、東シナ海でのガス田開発など海洋権益に絡む問題が発生。さらに中国は日本の沖ノ鳥島に対し「岩にすぎない」と主張し、ＥＥＺと大陸棚の設定に反対している。

深海探査機うらしま公開　長崎港、世界記録保持 2010年07月26日　中国新聞ニュース

報道陣に公開された深海巡航探査機「うらしま」＝２６日午後、長崎港

自力航行による無人探査で連続航行距離３１７キロの世界記録を持つ深海巡航探査機「うらしま」が２６日、長崎港（長崎市）の松が枝国際観光埠頭で報道陣に公開された。２７日には初めて一般公開される。

「うらしま」は海洋研究開発機構が開発し、２０００年に完成した自律型無人探査機。紅白に色分けした全長約１０メートルの円筒形で、母船とケーブルでつながなくても搭載した燃料電池を動力源とし、事前にプログラムした航路を自動で航行可能だ。

現在は海底の地形や水質などを調査しているが、今後磁力計などを搭載することで海底の希少金属の発見も期待される。

同機構の磯崎芳男海洋工学センター長（６０）は「日本の海は資源大国になるかもしれない潜在力を持っている。次世代の人にもっと海に親しんでほしい」と話した。

深海生物追跡ロボット　クラゲ画像の撮影に成功 2006年03月19日　中国新聞ニュース

海洋研究開発機構（神奈川県横須賀市）は１９日、新たな深海生物追跡調査ロボットシステム「ピカソ」を開発、初の海域試験を実施したと発表、撮影したクラゲなどの画像を公開した。

ピカソは全長２メートル、幅と高さが各０・８メートル。１０００メートルまでの深さに５−６時間潜ることができ、約１０マイクロメートル（マイクロは１００万分の１）までの生物を撮影できる顕微鏡や、ハイビジョンカメラを搭載可能。光ファイバーを通じて操縦する。

駿河湾や相模湾で２−３月に実施した試験では、水深３００メートル付近で、新種の可能性がある約１・５センチのクラゲの１種の撮影に成功。オキアミの鮮明な画像も撮影した。

同機構によると、水深２００−１０００メートルの深海は、餌の植物プランクトンを求めて動物プランクトンが活発に上下に移動しており、生態系研究のほか、プランクトンを介した炭素循環を知る上で重要な領域。

無人潜水機開発へ　文科省 2006年05月23日 asahi.com

海底の石油や天然ガスなどの資源探査のため、補給なしに約３千キロを航行できる無人潜水探査機を、文部科学省が開発する。ロボット技術を使って単独で水中の自動航走ができるようにし、排他的経済水域（ＥＥＺ）での国益確保に役立てる方針。必要な技術開発を進め、５年後に製造に着手する。海外では、同様の技術が潜水艦などの軍事向けに開発されている。

船を使ったこれまでの国の資源探査は、深いところは難しかったほか、気象条件によって船が揺れるため正確さに限界があった。また、東シナ海や竹島（韓国名・独島）周辺のＥＥＺ境界線付近での調査は、ガス田開発を進める中国や、韓国との対立から危険も予想される。

新たに開発するのは、海洋研究開発機構の無人潜水機「うらしま」の後継機。「うらしま」は、海の二酸化炭素濃度測定など地球温暖化研究を目的に開発され、昨年、無人連続潜航の世界記録３１７キロを樹立した。この技術をベースに、天然ガスや石油のほか、マンガンなどの希少資源を探査できるセンサーも搭載する。

目標とする航続距離３千キロが実現すれば、日本のＥＥＺの９８％をカバーできる。たとえば、国がＥＥＺの権益確保を進める沖ノ鳥島まで、本土から往復できる。

海底の詳細な地図作りのため、音波の反射で地形を調べるソナーの分解能を現在の２０メートルから数センチに上げる開発もする。個々の技術ができあがったところで製造を始める。同機構を中心に、大学や企業も含めた開発態勢で臨む。

後継機開発の構想は当初、「うらしま」と同じように地球温暖化研究を目指し、北極海の横断などに主眼が置かれていた。だが、総合科学技術会議が今春、海洋研究について「国の総合的な安全保障の観点」を目標に掲げたことから、ＥＥＺ境界付近での資源探査を可能にする技術開発も重視することにした。

燃料電池を積んだ"海洋ロボット"「うらしま」、220kmを走破 2004/06/22　マイコミジャ−ナル

コンピュータを内蔵、あらかじめ設定したシナリオに従って自分の位置を計算しながら走行する自律型深海巡航探査機「うらしま」が、このたび行われた性能試験で、閉鎖式燃料電池を用いた220kmの連続長距離航走に成功した。うらしまを開発する海洋研究開発機構では「燃料電池を用いた無人探査機は他になく、世界的な記録」としている。このときの燃料電池のエネルギー効率は54%を超えた。

うらしまは、海底地震域の海底調査や地球温暖化現象の調査に役立てる目的で開発が進められている長距離航走型の「海洋ロボット」で、水中で燃料電池を発電させるために水素と酸素を機体内に搭載、外部から酸素を取り込んだりせず、また発電後に生成された水を外部に排出しない閉鎖式燃料電池を動力源に利用。さらに水素の貯蔵に、新たに開発した「水素貯蔵合金」を用いることで、常温2気圧で水素の貯蔵を可能にした。今回の性能試験では、燃料電池や制御システムなどの評価が目的だった。

試験は6月に駿河湾内で行われ、支援母船「よこすか」から発進したうらしまは、潜航開始後水深800mを保持し、43時間の連続航走を達成。しかし当時接近していた台風4号の影響を懸念、その時点で試験を終了させた。このときの航走距離は220km。英サザンプトン海洋研究所の無人探査機AUTOSUBの持つ262kmの記録には及ばなかったものの、世界で2番目の記録だったという。ちなみにAUTOSUBは動力源に一次マンガンアルカリ電池を利用している。

今後は11月と来年2月に海域試験を行い、本年度中に300kmの航走を目指す。来年度も年4回程度の試験を実施、試験運用も開始される。なお海洋研究開発機構は、今年4月に海洋科学技術センターが独立法人化したもの。

自律型海中ロボット「r2D4」による石垣島沖黒島海丘への潜航 2003年12月25日 三井造船株式会社

東京大学生産技術研究所海中工学研究センター（センター長：浦 環）は、1994年より自律型海中ロボットの開発研究に着手し、これまでに様々な自律型海中ロボットを開発し、多くの成果を挙げてきました。中型の自律型海中ロボット(※)「r2D4」は、深海知能ロボットと呼ばれる最新鋭のロボットで、2003年7月に最初の潜航を行い、日本海の佐渡島沖の断層の観測に成功しています。

「r2D4」を展開して潜航経験を増やし、潜航結果と観測結果をフィードバックして「r2D4」の性能を向上させ、また、無人機の自律機能の可能性を探るために、「r2D4」の研究開発グループ（東京大学生産技術研究所、同海洋研究所、東北大学、京都大学、産業科学総合研究所および三井造船（株）（社長：元山 登雄）のメンバーにより構成される）は、海洋科学技術センター（理事長：平野 拓也氏）と電力中央研究所（理事長：佐藤 太英氏）と共同して、海洋科学センターの「よこすか」（船長：湯川 修氏）を支援母船として12月15日に横須賀を出港し、相模湾の相模海丘にて着揚収訓練と潜航試験を行った後、18日に石垣島南方の黒島海丘に到着、21日までに4回の潜航を行いました。

今回の潜航により少々荒れた海況でも「r2D4」を安全に潜航させ、海底面を観測することが示されました。また、潜航深度が深い場合においても、「r2D4」上のトランスポンダを利用して位置誤差を計測し補正すれば、計画航路上をより精度良く潜航させることができることを確認しました。

これらの成果を元に、ロボット知能と展開方法を改良し、今度のより挑戦的な潜航を目指していきます。

(※) エネルギを内蔵し、センサ情報を基にして搭載されたプログラムで潜航する無索無人潜水機AUV（Autonomous Underwater Vehicle）と呼ばれます。 無人潜水機は、通信と電力補給のためのケーブルで母船と繋いで遠隔操縦をする有索無人潜水機ROV（Remotely Operated Vehicle）が現在は主流ですが、今後は索のないAUVの利用が進むものと考えられます。深海用のROVはケーブルを取り扱う装置が大きいものとなり、船上施設や作業が簡単ではありません。

【お問い合わせ先】 東京大学生産技術研究所海中工学研究センター センター長、教授　浦 環 電話：03-5452-6487　Fax：03-5452-6488 ホームページ：http://underwater.iis.u-tokyo.ac.jp

自律型海中ロボット「r2D4」による石垣島沖黒島海丘への潜航 2003年12月25日 三井造船株式会社

東京大学生産技術研究所海中工学研究センター（センター長：浦 環）は、1994年より自律型海中ロボットの開発研究に着手し、これまでに様々な自律型海中ロボットを開発し、多くの成果を挙げてきました。中型の自律型海中ロボット(※)「r2D4」は、深海知能ロボットと呼ばれる最新鋭のロボットで、2003年7月に最初の潜航を行い、日本海の佐渡島沖の断層の観測に成功しています。

「r2D4」を展開して潜航経験を増やし、潜航結果と観測結果をフィードバックして「r2D4」の性能を向上させ、また、無人機の自律機能の可能性を探るために、「r2D4」の研究開発グループ（東京大学生産技術研究所、同海洋研究所、東北大学、京都大学、産業科学総合研究所および三井造船（株）（社長：元山 登雄）のメンバーにより構成される）は、海洋科学技術センター（理事長：平野 拓也氏）と電力中央研究所（理事長：佐藤 太英氏）と共同して、海洋科学センターの「よこすか」（船長：湯川 修氏）を支援母船として12月15日に横須賀を出港し、相模湾の相模海丘にて着揚収訓練と潜航試験を行った後、18日に石垣島南方の黒島海丘に到着、21日までに4回の潜航を行いました。

今回の潜航により少々荒れた海況でも「r2D4」を安全に潜航させ、海底面を観測することが示されました。また、潜航深度が深い場合においても、「r2D4」上のトランスポンダを利用して位置誤差を計測し補正すれば、計画航路上をより精度良く潜航させることができることを確認しました。

これらの成果を元に、ロボット知能と展開方法を改良し、今度のより挑戦的な潜航を目指していきます。

(※) エネルギを内蔵し、センサ情報を基にして搭載されたプログラムで潜航する無索無人潜水機AUV（Autonomous Underwater Vehicle）と呼ばれます。 無人潜水機は、通信と電力補給のためのケーブルで母船と繋いで遠隔操縦をする有索無人潜水機ROV（Remotely Operated Vehicle）が現在は主流ですが、今後は索のないAUVの利用が進むものと考えられます。深海用のROVはケーブルを取り扱う装置が大きいものとなり、船上施設や作業が簡単ではありません。

自律型無人潜水機試験機（ＡＵＶ−ＥＸ１）を開発 2000年01月21日発行 神船第609号

三菱重工業は，海洋科学技術センタ−殿御発注の自律型無人潜水機の試験機（ＡＵＶ−ＥＸ１）を建造しており，この度，機体の組立てを完了し，本年１月に機体の進水試験を実施した。

今後，水槽内及び渠中で搭載機器類の機能・性能確認を実施する予定である。

自律型無人潜水機（ＡＵＶ；Autonomous　Underwater　Vehicle）は，海中を母船の支援なしに無人で航行し，海水採取や海底面調査など各種観測を実施する次世代の海中ロボットである。

従来，海中の観測作業では有人潜水船や有索式無人機などが用いられており，荒天や氷海など母船の近寄りにくい海域での調査は困難な状況であった。しかしながら，コンピュ−タによる自律制御の無人潜水機は，これらの調査を可能とすることから，新世代の観測ツ−ルとして各国でも開発が進められている。

本試験機は，海洋科学技術センタ−殿が進めている地球環境に重要な影響を有する北極海を広域に調査するＡＵＶ開発の第１ステップであり，長時間潜航するための動力源，自律制御技術及び調査観測システムなどを開発評価するための試験機である。

本試験機の要目は，全長約１０ｍ，幅約１．３ｍ，高さ約１．５ｍの円筒状の流線型で，空中重量は約７ｔをベ−スとしており，各種ペイロ−ド（観測機器）を搭載できる。　最大潜航深度は３５００ｍ。

船体は，FRP（繊維強化プラスチック）で外形を形成しており，純チタンのフレ−ム構造となっている。また，コンピュ−タなどの電子機器はチタン合金の耐圧容器に格納されている。 フレ−ム構造と耐圧容器などの搭載機器との隙間には、浮力材が搭載されており，水中では重量と浮量が釣り合うように調整されている。

動力源としては，リチウムイオン２次電池と固体高分子電解質型燃料電池システムの開発を進めており，巡航速力３ノットで航走する予定である。

自律航行制御に必要な位置検出は，リングレ−ザジャイロによる慣性航法装置及び超音波ドップラ−速度検出器で行い，浮上した際には衛星電波を受信して緯度･経度を知るGPS測位での位置補正や既知の海底設置トランスポンダ−（音響灯台）を用いた音響測位による位置補正を行うことができる。

また，位置及び機体の運動状態量から自動操舵，自動浮量調整を行い，予めプログラムしたコ−スの航行や観測作業を行うことができ，障害物については前方ソ−ナ−で距離・方位等を認識し，衝突回避運動を行う。

調査観測装置としては，多点自動採水装置，TVカメラ，海水電気伝導度・水温・深度・溶存酸素計測器，スナップショットデジタルカメラ，サイドスキャンソ−ナ−などの装置を装備可能としている。

また，洋上からの制御機能として音響遠隔制御，電波遠隔制御及び光ファイバ遠隔制御の機能を有している。

音響通信としては洋上の母船からのコマンド通信並びに潜水機側からの状態量などのデ−タ通信及びカメラやソ−ナ−の映像デ−タ送信を可能としている。　更に，浮上状態では衛星通信機能により浮上位置を母船に連絡することもできる。

本試験機は，3月末に海洋科学技術センタ−殿へ引き渡した後，当面はリチウムイオン２次電池搭載状態で海上での各種試験を実施する予定である。

燃料電池システムは，陸上での発電性能評価試験を実施し，運用技術が確立でき次第搭載する予定である。 以上 担当窓口 ： 神戸造船所総務課 製作事業所 ： 神戸造船所

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