石上研究室　極限環境で活躍するロボットを目指して

慶應義塾大学理工学部機械工学科 石上研究室では、月惑星探査ロボットをはじめ、極限環境を探査するロボットを主な研究対象とし、ロボットの力学特性の解明や移動システムに関する研究をおこなっています。


Q 「私たちの研究室では、フィールドロボティックスという、極限環境において活躍するロボットの研究を行っています。」


「たとえばアプローチとしては、オフロードですので、その砂の表面を走るロボットの走行力学であったり、未知環境ですので、環境をとらえたカメラとかレーザー距離計、そういった研究も取り組んでいます。」

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研究キーワードは、走行力学、自律移動システム、ロボット機器開発の3つです。


走行力学の分野では、動力学（どうりきがく）シミュレータによる車両の挙動解析、スリップを抑制するための制御、センサ内蔵型車輪の開発などに取り組んでいます。


Q 「走行力学の場合は、たとえば車輪そのものをつくって、車輪走行試験機というのがあるんですが、それに車輪を一個だけつけて、いろいろ滑りというパラメータを変えてあげて、力の情報を得ます。そこで得た情報と、それとは別に数学モデルというのを立てるんですね、力学モデルと言うのですが。これとの整合性を比較する。そうすると未知環境においてロボットがどう動作するかっていうのが、実験と数値シミュレーションの間から見えてくる、そういったアプローチで研究しています。」


Q 「最近特に注目されているのが砂の流れを見ると言うことなんですね。我々の研究室でも最近、PIVと言ってですね、particle image velocimetry、これは流体力学の分野で使われていたアプローチなんですけれども、それを応用することによって砂の動きをとらえる、それに基づいて力学モデルを構築していくという研究にも取り組んでいます。」


自律移動システムの分野では、レーザー距離計やカメラ画像を用いた環境認識および自己位置推定、経路計画、遠隔操縦、統合的な知覚情報処理などの研究に取り組んでいます．


Q 「例えば未知環境ですと、障害物はここにあるよとかですね、次の交差点を右に曲がってくださいみたいな道路標識っていうのがないわけですね。そういった障害物をカメラでとらえる、あるいはレーザーといって、光の飛行時間ですね、光が物体に当たって帰ってくる時間を測ると、障害物までの距離が分かる訳ですね。そういったものを駆使して、3次元の距離データとか3次元の環境情報を得て、ロボットが自分自身で判断して走行していく、そういった自律移動システムって言うんですけど、そういった研究になります。」


Q 「力学に注目しつつ自律移動という分野をやっている。ハードウェアもソフトウェアも両方やりつつ、っていう所が一つ特殊な部分かもしれません。普通の研究室ですと、ある力学に注目してそこを追求していくという形なんですけれども、我々の研究室としては、力学一つあり、そして自律移動システムあり、複数のものを並行してやっていく形ですね。ロボットというのは統合的な技術ですので、それに対してトータルシステムでやっている形になります。もう一つは、フィールド実験というのを非常に重視していまして、我々は伊豆大島の裏砂漠だったりとか、阿蘇山の砂千里というところですね、そういった所に実際にロボットを持っていって走行させて、実環境での動作試験というのをやっています。」


Q 「ロボットという分野は、いろんな技術から成り立っていますので、学問に関しても一つのものに固執するのではなくて、幅広い視野でやっていって欲しいなと思います。」