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Press Release

インフラ点検や災害対応に活用する「ロボット性能評価手順書」を公表

―実現場における各用途のロボット活用加速に貢献―
2018年5月30日
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
理事長 石塚博昭

NEDOと経済産業省は、インフラ点検や災害対応向けの各種ロボットの性能を実現場への導入前に把握するための性能評価手法を「ロボット性能評価手順書」として公表しました。

策定された手順書は、NEDOプロジェクトの成果を活用してとりまとめたものであり、橋梁点検用の無人航空機、ダム・河川点検用の水中点検ロボット、トンネル災害・プラント災害対応用の陸上移動ロボットを対象に、ロボット技術に携わる有識者との議論や模擬環境下での実機を用いた検証結果も踏まえ、求められる性能項目や性能を評価するための試験方法、試験に必要な測定機器などを盛り込んでいます。

今後、NEDOは、経済産業省とともに本手順書を普及させていくとともに、インフラ点検や災害対応でのロボット活用の加速に貢献していきます。

対象分野 対象ロボット
橋梁点検 無人航空機の写真

無人航空機

ダム・河川点検 水中点検ロボットの写真

水中点検ロボット

トンネル災害・プラント災害 陸上移動ロボットの写真

陸上移動ロボット

図1 本手順書の対象分野と対象ロボット

1.概要

現在、橋梁やダムなどの社会インフラの老朽化が急速に進むことが懸念され、これらを維持管理する費用は年々増加傾向にあり、少子高齢化による人材不足も年々深刻化しています。また、大規模災害や産業施設などの事故が世界各地で発生しており、災害・事故時の活用に加えて、平時でも使用でき、迅速な事態収拾を可能とする特殊環境用ロボット(防災・減災、災害対応、インフラメンテナンスロボットなど)の配備が急務となっています。一方、これらの課題解決に向けたロボットの技術開発が国内でも活発に実施されているものの、インフラ点検や災害対応用のロボットの性能を測る共通のモノサシが明らかになっていません。そのため、各種ロボットの性能を測るモノサシを規定し、性能を測る試験方法を含めた性能評価基準などの策定が喫緊の課題となっています。

このような背景の下、NEDOは「ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト※1」において、物流やインフラ点検および災害対応分野などでの活用が期待される各種ロボット(橋梁点検用の無人航空機、ダム・河川点検用の水中点検ロボット、トンネル災害・プラント災害対応用の陸上移動ロボット)の性能を実現場に導入する前に評価するための、性能項目や性能評価のための試験方法、および試験に使用する計測システムなどをまとめた日本初の性能評価手法の開発に取り組んできました。

本研究開発では、模擬環境下で各種ロボットを飛行または航行させ、再現した業務プロセスに沿った各種ロボットの性能評価の試験方法と各種ロボット固有の性能を評価するための試験方法、性能評価試験に必要となる計測機器、および環境設備やテストピースなどの仕様や配置方法などの試験環境の妥当性を検証するための試験を実施し、インフラ点検業務、災害対応業務とロボット技術に関する有識者の意見も踏まえて、各種ロボットの性能を実現場への導入前に把握するための性能評価手法の原案を取りまとめました。本成果をもとに、NEDOと経済産業省は、「ロボット性能評価手順書」として策定し、公表したものです。

今後、NEDOは、経済産業省とともに本手順書の普及に努め、インフラ点検や災害対応でのロボット活用の加速に貢献するとともに、2030年に7000億円規模と期待されている社会インフラの維持管理・更新のためのロボット関連市場の創出にも寄与します。また、昨年11月22日にNEDOと福島県が締結した「福島ロボットテストフィールドを活用したロボット・ドローンの実証等に関する協力協定※2」の取り組みの一環として、本手順書に基づく試験が「福島ロボットテストフィールド※3」で実施できるよう、これまでに本研究開発で得られた知見を福島県へ提供しており、福島ロボットテストフィールドの設計に一部反映される予定です。

  • (a)試験用橋梁 完成予想図 (b)屋内水槽試験棟 完成予想図
  • (c)試験用トンネル 完成予想図 (d)試験用プラント 完成予想図
    図2 福島ロボットテストフィールド 完成予想図

2.手順書の内容

(1)橋梁点検のための無人航空機に関する性能評価手順書

橋梁のひび割れなどのデータ取得箇所に接近するときの構造物周辺における無人航空機の姿勢の安定性などに関する「運動性能」と、無人航空機に搭載されたカメラや打音器などのセンサーを用いて橋梁点検に必要なデータ(近接画像、打音データなど)を取得するプロセス全体を評価する「データ取得性能」に関する性能評価項目、試験方法、試験設備などについて、模擬環境下での検証結果も踏まえ、手順書として取りまとめています。

  • (a)模擬環境下での試験の様子 (b)試験方法イメージ図
    図3 手順書に記載の試験方法の例

(2)ダム・河川点検のための水中点検ロボットに関する性能評価手順書

ダムの堤体やゲートおよび継ぎ目開きの概査点検と精査点検プロセスに沿った評価項目や試験方法、濁水中視認性確認のための評価項目や試験方法、また河川点検用のフロートロボットでの点検プロセスに沿った評価項目や試験方法、さらには移動計測時の直進性や旋回性および点検精度を評価するための評価項目や試験方法などについて、模擬環境下での検証結果も踏まえ、手順書として取りまとめています。

  • (a)ダム点検ロボットの試験方法  (b)河川点検ロボットの試験方法
    図4 手順書に記載の試験方法と試験環境の例

(3)トンネル災害・プラント災害のための陸上移動ロボットに関する性能評価手順書

陸上移動ロボットの踏破性などの基本性能に関しては、デジュールスタンダードとなっている米国国立標準技術研究所(NIST)のSTM(Standard Test Methods For Response Robots)の試験方法や試験設備、またトンネル災害・プラント災害特有の試験方法や試験設備、さらには耐環境性に関する性能評価として近年一般用語となりつつある“IP”表記に関する試験方法に加え、安全性に関する防爆性能に関する試験方法について、模擬環境下での検証結果も踏まえ、手順書として取りまとめています。さらに、今後の国際標準化を目指す新たな試験方法についても記述されています。

  • (a) NISTが規格検討中の斜め登坂 (b) 新たに考案した試験方法(ジャングルジム)
    図5 手順書に記載の試験方法と試験環境の例

上記(1)から(3)の性能評価手順書は、下記よりダウンロードできます。

【注釈】

※1 ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト
プロジェクト期間は2017年度~2021年度の5年間で、2018年度予算は32.2億円。
※2 福島ロボットテストフィールドを活用したロボット・ドローンの実証等に関する協力協定
NEDOと福島県の連携を強化し、「ロボット・ドローンが活躍する省エネルギー社会の実現プロジェクト」において、福島ロボットテストフィールドを積極的に活用することでロボット・ドローンの実用化を加速させ、福島イノベーション・コースト構想の推進とロボット・ドローン産業の活性化を図るべく、2017年11月22日に締結した協定。
※3 福島ロボットテストフィールド
物流、インフラ点検、大規模災害などに活用が期待される無人航空機、災害対応ロボット、水中探査ロボットといった陸・海・空のフィールドロボットを主対象に、実際の使用環境を拠点内で再現しながら、研究開発、実証試験、性能評価、操縦訓練を行うことができる拠点。福島県南相馬市および浪江町で2018年度から順次開所予定。

3.問い合わせ先

(本ニュースリリースの内容についての問い合わせ先)

NEDO ロボット・AI部 担当:宮本、内山、山中、永松 TEL:044-520-5241

(その他NEDO事業についての一般的な問い合わせ先)

NEDO 広報部 担当:髙津佐、坂本、藤本 TEL:044-520-5151 E-mail:nedo_press@ml.nedo.go.jp