文部科学省　大都市大震災軽減化特別プロジェクト
レスキューロボット等次世代防災基盤技術の開発

個別テーマ概要
実施責任者（所属機関／氏名）
東京工業大学／広瀬　茂男（ひろせ　しげお）
テーマ名
レスキュー用投擲ハイパーテザーの開発（投擲テザー）
研究概要
　災害現場での探査、救助活動を行う機械において、不整地環境に十分適応できる機動力を確保することは非常に重要である。しかしながら、瓦礫のような極端な凹凸のある環境下では、在来からの移動方式では全く移動できない可能性も高い。
　本テーマでは、環境内の立木などを利用してテザー（ワイヤー）を張り、そのテザーを牽引して高度な移動性能を持つシステムを実現する。そのために必要な要素研究として、テザーを投擲する機器、投擲グリッパ、テザーのための高性能ウィンチ、そしてそれらの装備を搭載した移動車両の開発があげられる。また、救助隊員が携帯できるハイパーテザー装置なども開発する。
　既に投擲グリッパは試作が行われ、試作型ではいくつかの問題点が明らかになったので手錠の機構を応用したモデルを構想中である。
関連図
テーマ名
レスキュー機器駆動用の足踏み式簡易発電ユニットの開発（足踏み発電機）
研究概要
　広域災害において電力供給が完全に途絶えた場合、夜間の照明不足の問題は深刻であり、電力供給方式の選択肢を増やしておくことが必要である。
　本テーマでは、電力を使用する救助隊員、あるいは彼らに協力的な一般市民らの足に装備し、彼らが足踏みをすることで定常的に10W/人の電力を発電することのできる装置を開発し、災害時の電力供給問題の一つの回答とし、その有効性を検証する。こういった、簡易発電機が効果を発揮するためには広範囲に多数配備することであり、そのためには安価に製造できることが必要であるが、平時の電力供給システムの充実度からしてこうした人力発電機の需要は低いといわざるを得ない。このような現状の中であってもいろいろな発電方法を模索し提案することも重視されねばならない。
関連図
テーマ名
瓦礫内探査ヘビ型ロボット「蒼龍」の開発（蒼龍）
研究概要
本テーマでは瓦礫内探査を目的とした連結クローラ走行車「蒼龍」の開発を行う。既に試作機「蒼龍I・II号機」により不整地や狭所における高い機動性が確認されたが、実用機「蒼龍」にはさらに高い対塵性、耐水性、耐衝撃性が要求される。
　また、試作機「蒼龍I・II号機」は無線式であったが、瓦礫が電波遮蔽物になる等の理由からコントロール不能になる問題を回避すべく「蒼龍」は有線式を採用する。それにより本体積載物を減らせるため本体を細くすることができ、狭所での機動性をさらに向上させることができる。
　一方、有線化により錯綜した環境下ではケーブルが引っかかるなどの事態が生じるが、それによりロボット本体の推進が阻害されないよう本体側にケーブルリールを持たせ、瓦礫内から戻ってきた際には、そこまで放出したケーブルを切り捨て、必要時に新たに接続しなおすことで探査作業の効率化を図ることができるようにする。
関連図
テーマ名
空圧型瓦礫内探査伸縮アームの開発（伸縮アーム）
研究概要
　本テーマでは、瓦礫内の効率的な探査を目的とした空圧式の伸縮アームを開発する。この空圧式伸縮アームは、空気を供給することで伸展し、また瓦礫内の形状に応じて進行方向を操舵できる。また、アームの先端に小型カメラと照明装置を配置することで瓦礫内探査を行うことが可能である。
　本アームは、伸展メカニズムの工夫により供給空気量が少なくてよく、電源供給の難しい場所でも利用が容易である。また、従来型の探査アームの探査範囲2〜3mに対し本アームは強力な推進力により探査範囲10m以上と非常に広く、先端部の操舵メカニズムによって瓦礫内でも問題なく探査可能である。更に、カメラの通信ケーブルを伸展する胴体の中に入れ、有線で映像を送信するため信頼性が高く、遮蔽物や電波状態に左右されず安定な映像供給が可能である。
関連図
テーマ名
水圧駆動瓦礫内推進多車輪ロボット「玄武」の開発（玄武）
研究概要
　これまで火災現場では消防隊員がホースを抱えて放水していた。しかしながら震災後の火災現場を想定した場合、消火活動中に家屋などが倒壊する可能性が高く消防隊員にとっても危険であり、そのような状態で取り残された被災者の探査、救助は非常に難しいといわざるを得ないのが現状である。
　本テーマでは、火災現場における消防ホースの運搬と被災者の探索を目的とした、高圧水で駆動する多車輪移動ロボット「玄武」を開発する。
　玄武は、ホースに車輪を多数配置したスタイルを持ち、この形態は全高を低く抑えつつ高い障害物走破性を有することが電動駆動の玄武試作機ですでに実証済みである。またホースの高圧水を駆動源として用いるためには、水圧駆動用の低速高トルクアクチュエータが必要であるが、これには既に開発したクラウンモータを改良して使用する予定である。
関連図
テーマ名
空圧駆動不整地踏破型多足歩行ロボットの開発（空圧ジャンピングロボ）
研究概要
　災害時の状況確認のための探査機には高い機動性が要求される。本テーマでは「跳躍」に着目し、瓦礫上など複雑形状地形において車輪やクローラ、そして歩行等では乗り越えられない障害物をも踏破可能な跳躍ロボットの研究を行う。
　本テーマでは、跳躍ロボットの駆動系として、空圧を採用することとし、独自開発のバルブシステムにより小型、高圧、大流量化を実現する。これにより、電動モータ駆動よりも出力/重量比が高く、また従来の空圧システムと比較してスリムな駆動系が実現する。さらに、跳躍時に転倒しにくいよう脚配置を工夫することで、信頼性ある動作が可能となる。
　これらの構想を盛り込んだ跳躍ロボットは、車輪などのロボットと比較し瓦礫障害物上での機動力が飛躍的に高いため、災害地でより広範な活動が可能であり、カメラや録音機能を搭載することで被災者の早期発見が可能となる。
関連図
テーマ名
尺取虫運動を行うスライム型瓦礫内探査ロボットの開発（スリムスライム）
研究概要
　本テーマでは、大規模震災により倒壊した建物に取り残された被災者の探査を目的としてイモムシ型推進型ロボット「スリムスライムSSR-II」を開発する。SSR-IIは、瓦礫内を尺取虫運動により推進、先端部に搭載した小型カメラ、マイクなどによって生存者を探索するというもので、瓦礫という錯綜した環境での行動に適した索状形態を採用している。
　本機の特徴は独立して運用可能な複数の「単位節」により構成されることで、そのため、節の増減、入れ替えが容易で目的に応じた運用が可能である。将来的にはこういった長所を生かして、先端部、あるいは途中節にエアバッグを搭載し、瓦礫の下から空圧ジャッキとして救助活動の援助を行うなど、救助メカとしての役割を負わせることも考えている。
　単位節は、空気圧により進展するベローズを内部の電動ワイヤ巻取り機構により任意の方向に屈曲可能で、全面を堅牢なベローズと円盤による密閉構造を採用している。そのため砂塵雰囲気中や湿地など、悪環境下であっても探査活動を行うこともできる。
関連図
テーマ名
作業型不整地走行クローラ走行車HELIOS VIIの開発（HELIOS VII）
研究概要
　災害時、瓦礫など複雑な凹凸を持つ地形上での探査作業を安全に行うためには遠隔操縦可能な移動体が不可欠であるが、残念ながら高い走破性を持ちつつ実用性の高い移動機械は存在しない。
　本テーマでは、これまでに研究され高い走破性が実証されている適応型能動4クローラに高い実用性を付与すべく機構を単純化すべく能動2クローラモデルを開発、これに作業用アームを搭載した移動クローラ車両を製作する。
　更に、前述の移動クローラ車両を用い、適応型能動2クローラによる走破性、前記クローラ＋搭載アーム補助による走破性の向上、複数車両の連携による走破性の更なる向上について実験、検証を行い、こうした車両が災害現場での探査、救助活動が遠隔操作あるいは自律で行えるようにする予定である。
関連図
テーマ名
レスキュー機器としての自動車用ジャッキの開発（ジャッキ）
研究概要
　広域災害時に被害を軽減するためには、住民による初期救助を重視せねばならない。阪神・淡路大震災時でも住民による初期救助が大きな効果を上げたが、そこで使用された機材は日常生活で利用する一般的なものであった。今後は、こうした一般的な機材を救助活動にも転用可能となるよう設計することで、災害時には 住民が即座に優れた救助機器を利用できる環境を整えることが重要である。
　本テーマでは、阪神・淡路大震災において広く利用された車載ジャッキに着目する。車載ジャッキは救助活動において多用されたが、パンタグラフの機構上低い位置にある対象物のジャッキアップが困難であるという問題点が指摘されている。これまでに我々は「てこ」と「パンタグラフ」の特性を選択可能とすることで低い位置の対象物のジャッキアップも楽に行えるジャッキを開発したが、そのジャッキの概念をさらに詳細に検討し最終的に はすべての乗用車に搭載できるシステムに改良を重ねる予定である。小型トラックへの車載を目的とした車載ジャッキを開発する。
関連図
S.Hirose hirose@mes.titech.ac.jp