災害・事故対応に求められるロボット技術
淺間一ないだろう．しかし，ロボット技術とは，必ずしもロボット.

は じめにそのものを指すわけではない．ロボット技術( RT: RobotTechnology ) と い う 言 葉 は ， 情 報 技 術 ( IT: Information2011 年 3 月 11 日に生じた東日本大震災と津波によって，Technology )との対比で用いられる． IT は，情報世界(仮想15,000人を超える人が犠牲となり，東日本の沿岸地域におい世界)における情報処理・通信技術であり，情報処理デバイて，多大な被害が発生した(1)．さらに，それによって発生しス，その周辺デバイス，通信ネットワーク，ソフトウエアなた東京電力福島第一原子力発電所の事故によって，原発周辺どから構成される．それに対し，RT は，指定された環境にの住民には，避難生活が強いられている．今も原子力発電所

おいて，要求されたミッションを遂行するという要求に対の冷温停止，封じ込め，燃料の取り出し，廃炉に向けた作業し，センサやアクチュエータなどの要素を組み合わせ，メが続けられているが，廃炉までには 30 年以上かかるとも言

カ，制御システム，認識・計画・制御アルゴリズムなどを設われている(2)．

計し，それを実際に動作させることで，要求される機能を実

日本はそもそも災害の多い国である．地震や津波のみなら現する，システムインテグレーション技術，総合技術(シンず，台風や火山などの自然災害も多く，そのような災害対策セシス)である．換言すれば，ミッションという課題に対は，古くからの課題である．一方， 1999年に生じた JCO のし，機械工学，電気工学，制御工学，情報処理などの知識と臨界事故をはじめとする，人工物の事故も後を絶たない．工技術によってソリューションを導出する技術と言える．

場，プラント，コンビナートなどの大型設備の事故のみなら一方，「ロボット」には，自動化や自律性というイメージず，橋梁やトンネル，鉄道などの社会設備の事故もある．最もある．しかし，東日本大震災や原子力発電所事故への対応も身近なのは，自動車などの交通事故であろう．ヒューマンで必要とされたのは，遠隔操作可能な機器であり，RT はそファクターが要因の事故もあるが，人工物の劣化による事故のような遠隔操作可能な機器として導入された．ただし，も少なくなく，人工物の長寿命化にともない，それをいかに「自律」と「遠隔操作」は，本来対立する概念ではない．もメンテナンスするかという問題も考える必要に迫られている．

し，ロボットが何の知能や自律性も持っていないとすると，このような災害や事故への対応では，人手で対処できるこ

多自由度のロボットを遠隔操作するには，すべてのアクチュとに限界があることから，様々な機器の導入が図られてきエータの動作をオペレータが教示しなければならなくなり，た．特に，今回の東日本大震災や福島原子力発電所の事故でそれは自由度の増加とともに困難になる．遠隔操作を円滑には，その広域性や厳しい環境条件のため，ロボット技術を含行えるようにするためにも，ある程度の自律性は必要とな

む遠隔操作機器の導入が強く求められた．本稿では，災害・る．逆に，多様な作業をロボットに自律的に行わせようとし事故対応に求められるロボット技術について，東日本大震災ても，現在の技術で実現できているロボットの知能は，人間および福島原子力発電所で求められ，導入されたロボット技のそれに比べはるかに劣っており，自律的に行える作業は極術を具体的に紹介するとともに，今後の課題について考察すめて限定される．それゆえに，目的の作業を達成するには，る．

遠隔操作によって適宜介入するが必要となる．すなわち，「自律性」と「遠隔操作」は，相補的な関係なのである．

. ロ ボ ッ ト 技 術

製造業において用いられる産業用ロボットは，自動化の要素として用いられるが，サービスロボットでは，人間の様々そもそもロボット技術とは何か．ロボットと言うと，産業な活動を支援するツールとして位置づけられることが多い．

用ロボットやヒューマノイドロボットを想像する人が少なく本稿においても， RT を， IT も含めた広い支援技術と捕ら東京大学教授大学院工学系研究科精密工学専攻(〒1138656 東京都文京区本郷 731)
Robot Technology Demanded for Response of Disasters and Accidents; Hajime Asama (Department of Precision Engineering, the University of Tokyo, Tokyo)
Keywords: robot technology, disaster response, accident response, nuclear power plant, teleoperation, assistive technology
2011年12月 6 日受理

ま て り あ 第51巻 第 4 号(2012)Materia Japanえることとする．

置・解体，施工などの作業を，RT を活用して行うニーズも数多く存在する．人がアクセスしにくい場所での作業や，作.


災害対応における支援技術

情報的支援

災害や事故の発生時の初動において最も重要となるのは，業者にとって劣悪な環境における作業は，ロボットで代行することが強く望まれる．


物流的支援(移動・搬送・運搬)情報の伝達・収集・共有である．災害や事故の現場を調査，災害時の最優先事項は，被災者の探索と救助である．被災モニタリングし，その状況をいち早く把握することが求めら者がどこに存在するのか，彼らがどのような状態なのか，彼れる．しかし，電話(含携帯電話)，インターネットなどの通らをいかに救出し，どこに搬送するのか，などを把握し，必常利用している通信手段が，災害時には中継局の不具合や急要な救援措置を施す必要がある．被災者の位置同定が行えれ激なトラフィック増加によって機能しなくなるような事態がば，次に被災者を救出することが必要となる．病人，要介護発生する．そのような状況においてもいかに通信手段を確保者，障害者などを救出する場合，健常者と異なり自立的に移するかが大きな課題となる．

動することが困難な場合があるので，その搬送を補助するシ

台風による洪水，火山噴火，津波などの災害や事故の発生時には，注意報・警報やそれらの予測情報などを，被災の可ステムが求められる．特に，火災が発生した際には，緊急の救助活動を支援することが必要となる．

能性のある住民に確実に知らせ，それらに対する備えを促

また，災害時に，必要な物資を被災者に送り届ける際，現し，場合によっては，避難をさせる必要がある．また，避難 ヘリや飛行船を場にアクセスすることが困難な場合には，を行う場合には，避難場所や避難誘導に関する情報を伝達す 無人化施工機械などを用いた瓦用いた空からのアクセス，る必要もある．情報伝達の対象者には，要介護者，病気を患礫の撤去，およびそれによる陸路からのアクセス手段の確保，っている人，障害者なども含まれるため，多様な住民に対し

 瓦礫上や瓦礫内走行による現場へのアクセス，などが考え
て，情報をいかに確実に伝えるかは大きな課題である．被災

られ，その移動・輸送・搬送において，RT を活用すること者が，外部に対して，安否情報や，救助要請などの情報を発が有効となる．被災者の搬送を，RT を搭載した特殊車両で信することも重要である．被災者とその位置情報の把握は，行う検討は，東京消防庁などでも行われているが(6)，ここで救助のために必要なだけでなく，被災者が生き延びるためにも安全上などの問題をどう解決するかが課題として残ってい必要な物資(水，食料，医療品など)を送り届けるために必要る．となる．救急医療においては，その患者や要介護者に関する個人情報や医療行為，看護・介護措置活動を行う上で重要な



その他医療情報(血液型，投与する薬，アレルギーなど)を把握する

災害時には，犯罪が多発する．その予防にも IT や RT の必要があるが，災害時に医療情報へのアクセスが困難になる活用が求められる．ロボットなどの移動手段を用いながら，ことも考えられる．そのためには，個人情報を含む医療情報通信インフラやカメラを設置したり，あるいはカメラを搭載や救助された際の情報を，電子タグなどに記録し，患者自身したロボットを移動させながら，被災地の監視や見守りを強にその情報を持たせるような分散管理が有効である(3)．

化し，犯罪の発生を防止することが求められる．一般に災害



物理的支援

現場は人が立ち入りにくい状況が多いために，RT を活用した災害現場の映像による調査や監視・見守りのニーズは，極災害時には，瓦礫や資材，物資の運搬など，肉体的負担がめて高い． 2011 年の台風 12 号によって発生した和歌山県南

大きな作業が多く発生する．建物の損壊や電源の喪失によっ部の土砂ダムにおいても，映像による現場の様子の遠隔からて，通常使用しているエレベータをはじめとする搬送用の機の把握が求められた．

材が使用できなくなったり，十分な作業スペースが確保できまた，災害時における被災者やその家族などのメンタルケなくなると，一層多大な肉体的な負荷が強いられることにな

アも極めて重要な課題である．家族を失ったり，家や財産をる．

失ったりすることで，多大な精神的な被害を受けることにな

これらの搬送・運搬作業を力学的に支援する手段の一つとる．また，被災者が避難所等で生活する際にも，プライバシして，ロボットスーツのニーズが高い．これは，人が装着すーが犠牲になったり，様々な人間関係や極限的な生活環境かるタイプのロボットである．これを装着すれば，各関節の動ら精神的な負荷を受け，体調を壊す人も多い．このような活作をアクチュエータでアシストすることで，大きな力を要す動に対しても， IT や RT を活用したセンシング・データ収る動作も，小さな力で遂行することが可能になり，肉体的な集・観察などの情報的支援，必要な物資や機材などの配送支負荷を軽減させることができる．このような技術開発は，い援のみならず，心理的な支援活動を行うことも考える必要が

くつかの研究機関で行われているが(4)(5)，その実用化においある．そのような目的で，メンタルセラピーを支援するロボては，人との密な力学的相互作用を必要とするために，高いットの活用が注目されている．すでに，開発されているセラ

信頼性，耐久性，安全性が重要となる．

ピーロボットも存在するが(7)，今後，このような技術の実用

また，災害で破壊された人工物の修繕，機器や設備の設化，事業化に向けたより一層の取り組みが求められる．

小特集

.

東日本大震災対応で活用されたロボット技術

東日本大震災が発生した直後から， NPO 国際レスキューシステム研究機構(IRS: International Rescue System Institute)に所属するレスキューロボットの研究者などが，被災地の現地にそれぞれ開発してきたロボットシステムなどを，自主的に，あるいは要請に基づき持ち込み，災害対応に貢献した．ロボット導入のニーズは，被災者探索・レスキュ
ー，倒壊建造物内調査，プラント・設備(コンビナートなど)の調査・診断・修復，水中探査，復旧作業，被災地のマッピング，重作業のパワーアシスト，被災者のメンタルケアなど多岐に渡った．これに対し，能動スコープカメラ(東北大 田図1

所諭教授)，Quince(千葉工大 小柳栄次副所長，東北大 田所Quince．(千葉工業大学 小柳栄次副所長，東北大学 田所諭教授提供)

諭教授，新エネルギー・産業技術総合開発機構， IRS )，KOHGA3 (京大 松野文俊教授)， Anchor Diver III (東工大Packbot, Quince などの移動ロボットによる建屋内調査(映広瀬茂男教授)，遠隔操縦機ROV(東大 浦環教授)，双腕式油像，放射線量，温度，湿度，酸素濃度など)， g カメラを搭

圧ショベル型ロボット(日立建機)，被災地計測・モデル化・載した移動ロボットによる汚染調査，吸引装置を搭載したマッピング計測車・全方位カメラ(東大 池内克史教授，東北Warrior(移動ロボット)による除染，Talon や Brokk などの大 出口光一郎教授)， Paro (産総研 柴田崇徳主任研究員)，移動ロボットによる原子炉建屋内の瓦礫の除去などである．

スマートスーツ・ライト(北大 田中孝之准教授)などの RT

今後は，燃料の取り出し，解体などの，さらに困難なミッが投入され，災害対応における貢献を果たした．また，海外ションが待ち受けている．RT に求められている具体的な作からも，米国 Texas A&M 大学 Robin R. Murphy 教授が率業としては，原子炉建屋内の瓦礫除去，サーベイマップの作いる CRASAR (Center for RobotAssisted Search and Res-成(放射線測定と地図生成)，原子炉建屋やタービン建屋内のcue )が，実際に日本の災害現場にロボットを持ち込み，空調査(画像，放射線量，温度，湿度，酸素濃度など)，計測機中からの原子力発電所の建屋調査や水中調査に多大な協力を器などの設置，サンプル採取，遮蔽，除染(はつりなどを含行った．ロボット技術開発に携わる大学，研究所，企業の研む)，機材の運搬，配管・機器の切断・解体・設置などであ究者や技術者は，災害対応に貢献を果たすべく積極的な活動

る．図は，前述の Quince を改造したものである．このロを行ったが，実際のニーズに対する効果という点では，十分ボットは走破性が極めて高いことから，瓦礫や階段が存在すにその期待に応えられるものではなかったことは否めない．

る建屋内の調査に使用されている．ただし，建屋内の状況に災害や事故は多様であるために，RT に求められる機能もついても，まだ十分調査が行えているわけではない．格納容その都度異なってくる．たとえば，被災者の探索に関して器内や圧力容器内の調査をはじめ，調査が必要な場所はまだも，阪神淡路大震災では，建物の崩壊による圧死が主な死因多く存在し，いずれの調査も高放射線環境下での調査であであったのに対し，東日本大震災では，津波による溺死で多り，容易ではない．水中環境も含む高放射線環境下での，圧くの方が亡くなった．前者では瓦礫内の探索が必要となる

力容器，格納容器，圧力抑制室などの漏えい箇所の同定，止が，後者では水中探索のニーズが高かった．このように，災水は，かつて誰も行ったことがない，極めて困難なミッショ

害の状況によって，求められる技術は異なるので，様々な状ンであり，そのためのロボット技術開発はまさにグランドチ

況やニーズに対応した備えが必要となる．

ャレンジである．

. 原子力発電所の事故対応で活用されたロボット技術以上要するとも言われており(8) ，これからも長期にわたっ前述のように，燃料の取出しなどの中長期措置には 30 年て，必要なロボット技術開発を行うことが求められている．
原子力発電所の事故対応では，放射線レベルが高く，作業これは，避けられない現実であり，我々は，まさにこのよう員の立ち入りが極めて困難な状況で，ロボットや無人化施工な困難な状況を打開し，社会的な問題を解決するために，必などの遠隔操作技術が数多く投入され，継続的に用いられて要な技術開発をやり遂げ，社会に対して技術的な貢献を果た

いる．緊急的なミッションは，事故現場の情報収集・調査，さなければならない．

冷却系の安定化，汚染物質の封じ込めなどであった．
福島原子力発電所事故で，これまでに遠隔操作機器が導入

.

これからのロボット技術に必要となる材料された例としては，コンクリートポンプ車による注水(冷却系の安定化)，無人化施工機械による瓦礫撤去，小型無人ヘ

前述のように RT は，システムインテグレーション技術でリ( T Hawk )による爆発を生じた原子炉建屋の空撮調査，あるが，ニーズに応じて，システムを構成するためには，高ま て り あ 第51巻 第 4 号(2012)Materia Japan

機能な要素の開発も重要である．材料的なニーズとしては，

い(9)(10) ．災害・事故対応ロボットのユーザは，国や自治アクチュエータ，センサ，情報処理デバイス，バッテリーな体，電力会社などに限られており，それらの組織が需要を創

どと，ロボットを構成する構造体における高機能材料という出したり，調達を行わない限り，企業が技術開発に参入することになる．

ことは難しい．技術は，なまものと同じで，維持しなければアクチュエータに関して言えば，屋内用途ではサーボモー朽ちてしまう．もし，そのような技術を保有することが重要タ(AC および DC )や油圧を用いることが多いが，より高機であるなら，開発することのみならず，技術を継続的に維持能であること(小型高出力など)が常に要求される．ステッピすることに対しても戦略的に投資を行うべきであった．

ングモータや空気圧アクチュエータを用いたロボットも存在

米国では，軍が研究開発の予算を出すだけでなく，製品のする．また，その一方で，新たな取り組みとして，静電型ア調達も行っている．日本でそれと同様なことを行うことは難クチュエータや，圧電素子，ER 流体，形状記憶合金，水素しい．しかし，たとえば，対災害(安全・安心)を国の基軸に吸蔵合金などといった，特殊な機能を有する材料を用いたア掲げて，開発から運用まで，戦略的に一貫した投資を行うこ

クチュエータの研究も行われており，これらを用いることにとは可能であろう．そして，ロボットを操作する訓練も含

よって，従来のアクチュエータでは困難であった機能を実現め，災害時に緊急的にシステムの導入を可能にする運用体できる可能性がある．

制・組織も構築する必要がある．欧州では，原子力事故に対一方，センサに関して言えば，エンコーダやレゾルバといし，ロボットを含めた機器を備えとして保有することを制度った内界センサ， CCD カメラ，レーザレンジセンサ，超音として義務付けている．これも，技術を維持し，緊急時に即波センサ，赤外線センサなどの外界センサで高性能のものが導入できるようにする一つの方策である．日本でもこのよう常に求められている．特に，原子力分野では，g カメラや耐な制度設計にまで踏み込んで，災害・事故対応のための RT放射線機能を有するセンサが求められた．

を開発から運用まで，企業が参入し，ビジネスとして回るよ

その他の材料としては，バッテリーや構造体材料が挙げらうなしかけを考えることが重要である．

れる．構造体材料に関しては，やはり軽量で高強度・高剛性

文のものが求められるが，原子力分野では，耐放射線材料が求献められ，放射化しにくい材料，除染しやすい材料といった要求も存在した．シーリングなどに用いられる樹脂の耐放射線機能についても考慮する必要がある．ロボットは耐久性が求められるが，水中での作業などを行う場合もあり，耐水，防塵という耐環境性も求められる．

.

お わりに災害・事故対応に求められるロボット技術(RT)について述べ，東日本大震災および福島原子力発電所で求められ，導入されたロボット技術を具体的に紹介し，これからの RT に求められる材料について考察した．
東日本大震災および福島原子力発電所事故においては，ロボットの投入に大きな期待が寄せられた．しかるに，これま( 1 ) 警察庁http://www.npa.go.jp/archive/keibi/biki/index.htm( 2 ) 原子力委員会東京電力福島第一原子力発電所における中長期措置に関する検討結果，2011.
( 3 ) O. Takizawa, A. Shibayama, M. Hosokawa, K. Takanashi, M.
Murakami, Y. Hisada, Y. Hada, K. Kawabata, I. Noda and H.
Asama: Mobile Response, Springer, (2007), 8594.
( 4 ) K. Suzuki, G. Mito, H. Kawamoto, Y. Hasegawa and Y.
Sankai: Advanced Robotics, 21(2007), 14411469.
( 5 ) Y. Imamura, T. Tanaka, Y. Suzuki, K. Takizawa and M.
Yamanaka: Journal of Robotics and Mechatronics, 23, No. 6,(2011).
( 6 ) http://www.tfd.metro.tokyo.jp/ts/soubi/robo/05.htm( 7 ) http: / / www.aist.go.jp / aist _ j / press _ release / pr2004 /pr20040917_2/pr20040917_2.html( 8 ) http: // www.aec.go.jp / jicst / NC / tyoki / sochi / pdf / 20111213.
pdf( 9 ) 淺間 一日本ロボット学会誌，29(2011), 658659.
(10) 淺間 一日本ロボット学会誌，29(2011), 796798.

で述べたように，必ずしも国内のロボットがスムーズに導入★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

できたわけではなかった．現場で使えるようなロボットを実現するには，ユーザのニーズに基づく開発が不可欠である．
技術開発に関しては，ユーザ(消防，防衛，警察，電力会社など)が積極的に技術開発にも参画し，ユーザと一体となった実用機開発プロジェクトを実施する必要がある．
しかし，ロボットがスムーズに導入できなかった原因は，技術開発の問題だけではない．むしろ戦略的な問題が大き淺間一

1984年 東京大学大学院工学系研究科修士課程修了
1986年 理化学研究所化学工学研究室研究員補
2002年 東京大学人工物工学研究センター教授
2009年11月 現職
専門分野サービスロボティクス◎自律分散型ロボットシステムの研究，空間知能化，ユビキタスシステム技術，サービス工学，移動知などの研究等に従事．原子力委員会福島第一原子力発
電所における中長期措置検討専門部会委員．

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小特集