30分のミニ講義を聴講しよう! 航空・宇宙のロボット技術

宇宙ステーション、人工衛星や月・惑星探査ロボットの研究開発が進められてきました。いま、地球上でも新型の飛行ロボットや高度な画像計測、機械学習、深層学習などを応用したロボットの研究が活発に進められています。この現状についてお話しします。

先生からのメッセージ

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「機械工学」は、実社会に直結する研究ができるところが魅力です。工場の生産ラインで活躍するロボットは一般的になりましたが、あなたの身近で活躍しているロボットをいくつ思いつきますか? 世の中で役立つロボットの研究は、まだまだこれからが本番で、夢とやりがいのある分野です。
ロボットでもそれ以外でも、研究は世界を相手にしてこそ価値が高まるものです。語学、特に英語の勉強をしっかりしましょう。もちろん、国語も重要です。研究開発はチーム作業です。自分が意図したことをしっかり言葉で伝えられることが大切なのです。

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「宇宙ゴミ除去ロボット」と「火星探査ロボット」 地球の周りには、ロケットや人工衛星の残骸など膨大な数の宇宙ゴミが周回しています。宇宙ゴミはぶつかり、バラバラになって数が増え、稼働中の人工衛星などと衝突する危険性も増しています。そこで期待されているのが、宇宙ゴミを捕獲して除去する、ロボットアームを備えた小型衛星の開発です。現在、宇宙航空研究開発機構で進めてきた研究をベースに宇宙ゴミとランデヴしてつかまえるための、ロボットアームや計測・制御の研究が進められています。
一方、火星探査ロボットの開発は、火星の地質を調べることが目的です。遠い地球から通信でコントロールすることは難しく、自律走行が求められます。そのため、鳥取砂丘では火星表面の砂地を想定した走行実験も行われています。
「飛行ロボット」や「海中ロボット」 橋やトンネルなどインフラ構造物の点検や診断を行うロボットも開発されています。ドローンなどのマルチコプターをコンクリート壁面に沿って飛行させ、ハンマーによる打音解析や画像処理によって、亀裂や剥離を発見するものです。バッテリー式のマルチコプターは継続飛行時間が短いのが欠点で、それを克服するため、エンジンを備えた新型飛行ロボットの研究も進められています。
また、海では、メタンハイドレートやレアメタルをロボットで採掘する計画が進んでいます。海底ではGPSの電波が届かず、採掘時には泥を巻き上げるため位置計測が難しくなります。そこで考えられているのが海中にブイ式の標識を設置する方法で、光を使って位置計測を行うシステムが研究されています。
手術ロボットに、手の感覚を 手術ロボットはアームの先端に鉗子(かんし)を付け、内視鏡の画像を見ながら医師が操作して手術をします。その鉗子が臓器に触れる感覚を、操作する医師に伝えるための研究も行われています。鉗子が別の臓器に接触して傷つけてしまう恐れもあるので、鉗子に振動子や加速度センサーを取り付けることで、体内での接触や力を検知させようというものです。

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「機械工学」は、実社会に直結する研究ができるところが魅力です。工場の生産ラインで活躍するロボットは一般的になりましたが、あなたの身近で活躍しているロボットをいくつ思いつきますか? 世の中で役立つロボットの研究は、まだまだこれからが本番で、夢とやりがいのある分野です。
ロボットでもそれ以外でも、研究は世界を相手にしてこそ価値が高まるものです。語学、特に英語の勉強をしっかりしましょう。もちろん、国語も重要です。研究開発はチーム作業です。自分が意図したことをしっかり言葉で伝えられることが大切なのです。

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工学部 機械物理系学科 教授
西田 信一郎 先生