熊谷組、水中遠隔操作システム「AquaMarionette」の実証に成功。水深32mで数cm精度の絶対座標計測と確実な水中接合を実現

熊谷組は、水中施工の無人化・自動化を目指す遠隔操作システム「AquaMarionette（アクアマリオネット）」の実証試験に成功したと発表した。

水深32mという過酷な海底環境でありながら、数cmレベルの高精度な絶対座標計測と、構造物フレームの繰り返し接合を実現している。

電波の届かない水中に「絶対座標」を。視界ゼロでも設計通りの施工へ

港湾や海洋、河川、ダムといった水中の施工現場では、いま深刻な労働力不足が続いている。

加えて、大深度下での高い水圧や、危険を伴う潜水作業の安全確保も、喫緊の課題となってきた。

そのなかでも大きな壁となってきたのが、2つの技術的な障壁である。一つは位置計測の難しさだ。

電波が届かない水中では、陸上のGNSS（衛星測位）のような位置把握が難しく、重機や構造物を設計通りにセンチ単位で配置するための「絶対座標」を計測する手法が存在しなかった。

もう一つは著しい視界不良である。藻類やプランクトンの発生、化学物質の影響、さらには土砂の巻き上げなどが複雑に絡み合う水中では、透明度が大きく低下しやすく、従来のカメラ映像に頼った遠隔操作は困難を極めていた。

こうした環境ゆえに、これまでは潜水士による目視や手作業に頼らざるを得なかった。

そこで熊谷組は、安全かつ確実な水中の無人遠隔施工を実現すべく、AquaMarionetteの開発を進めてきた。

水深32mの海底で数cm精度を実証。1.6m角フレームの接合も繰り返し成功

今回の試験は、浮体式風力発電システムの施工課題である高精度な水中測位を目的に、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託業務「浮体式洋上風力発電の導入促進に資する次世代技術の開発」の一部として行われた。

舞台となったのは、実環境に近い陸地から約300m沖合の台船上。

そこから水深32mの大深度海域において、洋上風力をはじめとする海洋工事などへの幅広い適用を見据えた実証が進められた。


一つ目の成果が、数cmレベルの水中絶対座標計測である。

潮流や波浪による台船の揺れ、そして濁水を想定した環境下でも、独自の計測技術によって、水中ロボットの絶対座標を数cmの誤差でリアルタイムに計測できることを実証した。

これにより、目視が難しい水中であっても、設計データ通りに正確な掘削や施工を行うための基盤が確立された。

二つ目の成果は、1.6m×1.6mのフレームの繰り返し接合だ。激しい水圧や潮流にさらされる水深32mの海底固定点に対して、構造物フレームを精密に接合することに成功している。


しかも試験は日を変えて複数回にわたり実施され、そのいずれもが高い再現性をもって確実に接合できた。

これは、浚渫重機の位置誘導や水中構造物の遠隔組み立てを、環境の変化に左右されずに行える、高い制御能力と安定性を裏づける成果といえる。

潜水作業を大幅に低減。洋上風力やダム浚渫への展開を視野に

今回実証された「数cm精度の絶対座標計測」と「確実な水中遠隔接合」は、危険を伴う潜水作業を大幅に減らし、これまで難しかった大深度・濁水エリアでの完全な無人化・自動化施工を、大きく前進させる成果だ。

今後、熊谷組は、洋上風力発電などの海洋インフラ建設に加え、実際のダム湖や河川での浚渫工事への適用も視野に入れる。

なお本成果は、NEDOの次世代浮体式洋上風力発電システム実証研究「ダブルドーナツ・スパー型浮体式風力発電システムの研究開発」（JPNP14022）の一環として得られたものだ。