平成30年度省力化技術導入実証事業遠洋かつお釣漁業における電動自動釣機の開発実証事業【事業実施主体】自動かつお釣機開発実証事業共同実施機関

I 
遠洋かつお釣漁業における電動自動釣機の機能向上に係る開発実証事業
II
自動かつお釣機開発実証事業共同実施機関
宣　実証試験の内容
1 
平成29年度省エネ・省コスト・省力化技術導入実証事業で開発した電動自動釣機実証機をベースに、より乗組員に近い釣獲動作等を実現するため、9軸センサーを組み込み、制御プログラムの改良を施すとともに、防水性能を強化した電動自動釣機を遠洋かつお釣漁船に導入し、実利用が可能であることを実証し、もって当該漁業の持続的な維持・発展に寄与することを目的とする。
2　導入技術の概要
( 1 )導入技術遠洋かつお釣漁業はカツオ等を一本ずつ釣り上げる漁業であるため、高い釣獲技術を持つ乗組員を多く必要とし、乗組員の確保と人件費が経営の負担となっている。国内の労働力人ロの減少傾向に加え、高齢化の進行、これまで外国人乗組員を供給してきた国々の経济発展による労働環境の変化など、今後も乗組員問題は厳しい状況が続くと考えられる。こうした状況を改善するため、遠洋かつお釣業界からの要望を受け、平成28年度に(国研)水産研究・教育機構開発調査センター（以下、開発調査センターという）が電動式自動釣機の試作機を開発した。試作機では、従来の油圧式の自動釣機よりも構造の単純化が施され、乗組員の動作を基に操業状況に適した釣獲動作制御を実現するための基礎的な情報を得た。さらに、平成29年度省エネ・省コスト・省力化技術導入実証事業において、開発調査センターが開発した試作機をもとに、大型魚の釣獲を容易とするためにモータ出力を向上させた実証機を開発した。その結果，定格トルク以下での釣獲が可能となり、大型魚釣獲時のモータ負荷が軽減された。一方で、擬餌針の水中保持能力やバラシ（針掛かり後に針から魚体が外れて、魚が逃避する現象）率の高さに課題が残っている。また、IPX5相当の防水能力を有する実証機では、故障の発生等はなかったが、釣機本体の一部に浸水の形跡が認められている。防水規格ではIPX6が波浪に対する保護とされており、将来的にIPX6相当の防水性能が求められる。以上から、実証機に残された課題を改善するために、本事業では、平成29年度省エネ・省コスト・省力化技術導入実証事業で開発した実証機に、船体動揺に竿動作を追随させる機能を組み込み、擬餌針の水中保持能力の向上及び安定した釣り上げ動作によるバラシ軽減が可能となるプログラムを搭載するとともに、防水性能を強化した電動自動釣機を開発し、遠洋かつお釣漁船上における実証試験等を通じて課題の解消を図り、当該機の実用化の可能性を示すものとする。
1 ）電動式自動釣機試作機及び実証機の概要
実証機の全体配置を図1に、実証機の全容を図2に、実証機本体(サーボモータ及び減速機)の構成及び仕様を図3に、実証機ベースフレーム(架台)の仕様を図4に、試作機及び実証機の全体構成を図5に、試作機及び実証機の全体仕様を表1に、試作機及び実証機のモータ仕様を表2に、試作機及び実証機の減速機仕様を表3に、それぞれ示す。過去に実用機として一定程度普及した油圧式自動釣機は、釣獲所要時間、擬似餌を水中に保持する能力、針掛かりの検知能力、誘い(あやしとも呼ぶ)動作に課題があり、釣獲能力が低かった。これらの課題を改善するために、サーボモータを採用した試作機の開発が行われた。試作機は、構造単純化及び小型化を図るとともに、乗組員の動作を基に操業状況に適した釣獲動作制御を実現するため、動力にサーボモータを採用し、減速機及び釣り竿（通常乗組員が使用しているもの）と組み合わせて使用し、PLCにより制御した。釣獲尾数や釣獲時のモータに懸かる負荷等の記録も可能である。さらに、平成29年度省エネ・省コスト・省力化技術導入実証事業では、大型魚釣獲時のモータ負荷軽減等を図るため、試作機よりもモータ出力を向上させ、より乗組員の釣獲動作に近い制御が可能となるプログラムを搭載した実証機を開発した。試作機及び実証機の釣り動作は、乗組員の釣り動作を6つの動作に分け（①擬餌針投入、 ②誘い、③針掛かり検知、④寄せ、⑨釣り上げ及び釣針外し、⑥振り落とし）、①～⑥の順序で設定値に従い動作するプログラムを組み込んだ。各動作は、モータにおける目標位置、目標速度、加速時間、減速時間、滞留時間によって設定することとし、操業現場にてユーザーによって変更可能な機能を有している。一連の釣獲動作及び制御について下記① ～⑥に、試作機及び実証機の動作制御フローの概略を図6に、試作機及び実証機の基本動作を図7に、それぞれ示す。
①擬餌針投入
かつお釣漁船では、釣獲作業が行われる舷側に散水器を装備し、操業時にはここから海水を散水し、餌となる小魚がカツオに追われる等して海面で狂奔する様子を横した状況を作り出している。乗組員は散水の外側に擬似餌を投入した方が良く釣れることを経験的に把握しており、擬餌針を散水の外側に投入しているが、油圧型自動釣機ではそのような機能が組み込まれていなかった。試作機及び実証機では乗組員のような擬餌針投入を実現するため、竿先を支点とした振り子運動を行い、これによって擬餌針を散水の外側に落とすことが可能となっている。誘いでは、舷側から放出される散水の外側に投入した擬餌針を、海中の一定深度帯を通るように舷側に引き寄せる。乗組員の場合、船体動揺や喫水の変動等に適宜対応して擬餌針の深度帯を調整するが、試作機及び実証機では散水外側に擬餌針を投入後、竿を繰り返し上下させる動作により擬餌針を動かす。擬餌針が散水外側から竿先直下まで移動し，一定時間経過した時点で竿を立て，振り子原理により，散水外側に擬餌針を再投入する。これにより，試作機及び実証機では、乗組員の誘いに近い動作を実現できている。また、竿を繰り返し上下させる動作は空アワセ(針掛かりしていなくても、竿をあおり針掛かりさせる動作をすること)と同様の効果があり、針掛かり検知能力を高めている。一方で試作機及び実証機では、船体動揺により船体が傾いた時に擬餌針を水中保持できていない事例が認められている。
③針掛かり検知
誘いにおいて魚が釣針に掛かったことの検知は、モータ内蔵のトルクセンサーにより行う。トルクセンサーは、釣獲時のモータへの負荷増をトルク値の変化として検出可能であるため、針掛かりセンサーとして活用できる。このことにより、試作機及び実証機では、荷重センサー等を設置して複雑な制御系を構築する必要が無く、装置の信頼性を高めることができ、釣竿には乗組員が通常使用するものを使用できる。油圧式自動釣機では、針掛かりセンサーに荷重センサーを使用していたため、特別な釣竿を準備する必要があった。
④寄せ動作
寄せとは釣り上げる前に釣竿の動作を一瞬止めることにより、竿先下方から離れた位置にいる魚を竿先の真下まで寄せてくる動作のことである。乗組員は、この動作によって魚を自分の正面に位置させてから釣り上げる作業を行い、隣で釣っている乗組員の方向に魚が飛んで行かないようにしている。この制御は、作業の安全性向上を図る上で必要であることから、試作機及び実証機の制御プログラムにも当該機能を追加され、安全性が向上している。また、乗組員は寄せ動作を行う際に、船体動揺に応じた竿操作も行っている。この竿操作により、船が傾いた場合でも糸に係る張力を一定に保つことが可能となり、バラシを軽減している。試作機及び実証機では船体動揺に追従できないため、船体動揺により糸が緩んだ場合等にバランが生じていた。
⑤釣り上げ及び針外し動作
誘いにおいて針掛かりを検知すると、釣り上げに移行し、速度と位置を制御パラメータとして、釣竿及び魚に加速度が加えられる。”針外し”動作は、釣針から魚を外す位置に釣竿が来たら急激に減速させることで、釣糸が緩み魚と擬餌針に加速度差が生じることによって魚が釣針から外れる。この釣り上げ時の竿速度は、開発調査センターが取得した乗組員が操作するアシスト式半自動釣機(1軸式)の釣獲データから、釣り上げ時の竿速度が魚体重に関わらず、80〜90%秒であることが分かっている。このため、試作機及び実証機の基本設定では、釣針外し時の竿速度を90°/秒とし、水平から110°の竿角度で竿を停止し、針外しを行った。乗組員は釣針外しにおいて魚が釣針から外れたことは、それまで懸かっていた負荷が減少するため、検知することができる。試作機及び実証機では、釣針外れ検知をするために、竿を110°から140°に傾けた後、擬餌針投入位置に戻す間のモータトルク負荷の検出を行う。魚が釣針から外れていない場合、トルクが再発してモータトルクで検知できるので、振り落とし動作に移行する。このように、乗組員が操作するアシスト式半自動釣機(1軸式)のデータ等も活用することで、針外し成功率が80％程度まで向上した。しかしながら、釣り上げ時のバラシ率高さに課題が残った。この原因として、試作機及び実証機は船体動揺の影響により、釣り上げ時の竿速度や針外し位置が変化し、口切れ等によるバラシが発生している様子が観察されている。
⑥振り落とし動作
魚が釣針に掛かった状態や、魚が釣針から外れた後に人やその他の物に引っ掛かっている状態で釣り竿を戻すと危険であるため、釣り竿を擬餌針投入位置まで戻す動作をする場合は、釣り竿及び擬餌針を投入するのに必要なトルクしか出せないようにトルク制御を行なう。振り落としは、釣機後方に釣竿を傾けた状態のまま、竿先を少し上げて魚を吊り上げてから甲板に叩き付ける動作を行なう。2～3 回繰り返して魚から釣針を外せない場合は、電動式自動釣機の運転を自動停止し、乗組員が魚の場所まで移動して手で釣針を外す。魚を外したら、運転を再開し、トルク制御をしながら、擬餌針投入へと動作を進める。

表２　試作機及び実証機のモータ仕様

2）実証試験に用いる電動式自動釣機（改良型実証機）試験に用いる改良型実証機に求める性能は、平成29年度省エネ・省コスト・省力化技術導入実証事業で開発した実証機をベースに以下の通りとし、実証機の課題改善を行った。 ①釣機動作を自動化する。 ②装置の小型化及び自動化を容易にするため動力は電動式とする。 ③サーボモータを採用し、出力は1.5kW（2,000rpm）、減速比は1:100とし、平成29年度省エネ・省コスト・省力化技術導入実証事業で開発した実証機に改造を加えること。 ④  9軸センサーを搭載し、船体動揺に応じた竿動作が可能であること。 ⑤ 1.5kg/尾程度のカツオから20kg/尾のビンナガまでの針掛かりを検知し、釣獲できると。
こ⑥モータトルクから釣獲した魚体重量の推定が可能であること。 ⑦装置の設置が人力で可能であること。 ⑧構造の単純化を図り、保守管理が容易であること。 ⑨防水機能をIPX6相当とすること。 @装置導入後もソフトウエアによる機能向上が可能であること。 ① 釣獲時のデータ（釣獲日時、針掛かり尾数、モータ電流値、竿角度等）を連続記録し、 SDカード等にCSV形式で出力できること。 Ø安全性を確保するため、以下に配慮すること。 •釣獲した魚を釣り上げるときは、自動釣機の上を通過すること。隣で釣獲作業に従事する乗組員に当たらないようにする。 ・魚を釣針に掛けた状態、あるいは釣針が何処かに掛かった状態にあるときに擬餌針投入動作に移行しない。 ・自動釣機が何らかの理由で停止した後の復旧時は自動復旧をせずに使用者が周囲の安全を確認してから動作を開始する。 •大型魚が針掛かりした場合には無理に釣り上げずに停止するなどの機能を有する。
( 2 ) 技術導入の方法（手法）
改良型実証機の全体配置を図8に、改良型実証機の全体構成を図9に、改良型実証機の動作制御フローを図10に、改良型実証機の基本動作設定を図11に、実証機及び改良型実証機の防水施工の比較を図12に、改良型実証機(改良型2号機)の構成及び仕様を図13に、それぞれ示す。平成29年度省エネ・省コスト・省力化技術導入実証事業において、試作機（750W）のカツオ（4.5kg上銘柄）釣り上げ時におけるモータトルクの最大負荷が132.5％（3.2N･m）で、定格トルク以上の負荷が検知された。さらに大きな魚体の効率的な釣獲が難しい可能性が示された。他方、実証機（1.5kW）の最大負荷が88.6％であったことから、モータ出力を向上させた効果が認められている。このため、当該実証事業では実証機をベースに改造を加えた。改良型実証機における実証機からの主要な変更点は、9軸センサー追加による制御プログラムの改良及び防水機能の強化である。制御プログラムに関しては、試作機及び実証機による操業試験の結果で得られた知見等を参考とし、実証機に9軸センサーを組み込み、船体動揺に応じた竿動作が可能となるようにプログラムした。9軸センサーは，３軸（x、y、 z ）加速度，３軸角速度及び3軸地磁気の計測を行うことができるため、船体動揺を計測することが可能である。船体動揺はローリング、ピッチング及びョーイングに分けることができるが、全ての船体動揺の影響を制御するためには，プログラムが複雑となる。このため、当該実証試験では、左舷側に釣機を設置した時に、最も辛動作に影響を及ぼすローリングに対する制御を行った。9軸センサーの取付けは、 x軸が釣機の正面方向、y軸が釣機の側面方向、z軸が釣機の垂直方向となるように釣機本体内部に取り付けた。釣機本体を左舷側に設置する場合、x軸がローリングとなることから、加速度、角速度及び地磁気のx軸のみのデータを取得し、船体動揺の制御に使用した。ローリングに対する制御は辛動作が切り替わる直前のローリング角度及び速度を計測し、次の辛動作を計測した角度及び速度で補正する方法とした。この制御方法により、船体動揺に応じた竿動作が可能となるため、擬餌針を水中に保持する能力及び安定した釣り上げを実現することができる。擬餌針を水中に保持する能力については、乗組員は船体動揺に応じた竿操作を行っている。過去に開発された油圧式の自動釣機においても、9軸センサーが導入され、当該竿操作が組み込まれていたが、油圧制御機構では船体動揺に竿動作が追随させることができていなかった。また、試作機及び実証機でも船体動揺を考慮した制御機能は組み込まれていなかったため、船が傾いた際に擬餌針を水中に保持できていなかった。一方で、これらの電動自動釣機の動力に用いられているサーボモータは制御性に優れており、適切なプログラムを組み込むことにより、9軸センサーで検知した船体動揺に応じて竿動作を追随させることが可能である。安定した釣り上げについては、乗組員は針掛かり後、寄せ動作を行い、船体動揺に応じた釣り上げ動作を行う。また、寄せ動作中に船体の動揺により、舷の高さが変化しても、糸の緩みや過度の張りが生じることはなく、糸にかかる張力を一定に維持している。一方、９軸センサーが組み込まれていない試作機及び実証機では、寄せ動作中に糸の緩みによるバラシや、船体動揺を加味しない強引な釣り上げ動作が行われ、口切れ等に起因するバラシが多く生じていた。9軸センサー導入により，船体動揺に追随した竿動作が可能となり、安定した速度での釣り上げが可能となるため、バラシ軽減が可能である。改良型実証機では電動サーボモータの特徴を活かして、釣獲能力の向上を図る。防水機能の強化に関しては、実証機において、防水機能を有するパーツ(サーボモータ及び減速器等)を使用するとともに、シールド処理を施し、試作機よりも大幅に防水性能を強化したが、IPX5相当の密閉式の防水機構であった。IPX5相当はいかなる方向からの噴流水に耐えることが可能な等級であるが、波浪に対する保護を行うためにはIPX6相当の防水性能が将来的に求められる。そのため、当該実証事業では、釣機本体内部の熱膨張等による防水性能の低下を防止するために、ゴアテックス製の呼吸膜を釣機本体に取付け、本体内部と外部の気圧差の一定化を図った（図12、図13）。また、小型の減速機の使用とカップリングの除去により釣機本体を小型化し、海水との接水面積を減少させた。さらに、止水箇所を大幅に減らすとともに、止水方法をシリコン封止からパッキン封止に変更した。これらの処理を施すことにより、防水性能を向上させIPX6相当の防水性能とした。改良型1号機に取り付けられた9軸センサーを写真1に、改良型1号機における動作稼動試験の様子を写真2に、防水試験中の改良型2号機を写真3に、改良型2号機の船体への取り付け状況を写真4に、それぞれ示す。防水施工には改良型実証機を作成する過程で長期水没試験や噴流水に対する試験を繰り返し検証する。このことから、防水施工に8ヵ月の期間が必要となり、実証試験の開始が平成30年12月となってしまうため、十分な釣獲試験ができない可能性がある。そのため、当該実施機関が保有する2台の実証機のうちの1台を用い、現行の実証機に9軸センサーのみを組み込んだ改良型1号機を先行して開発した（写真1)。陸上での動作確認及び制御プログラムの最適化等を行った（写真2）上で平成30年10月に調査船に実装し、9軸センサーを搭載した効果を検証した。次に改良型実証機１号機と平行して、もう１台の実証機に９軸センサーを導入するとともに、上述の防水処理を施し、改良型2号機を開発した。改良型2号機は陸上施設で釣機本体を水中に浸漬する試験(写真4)を繰り返し行い、釣機の内部と外部に気圧差が生じないこと、内部浸水が生じないことを確認した。このような、防水施工の効果検証を陸上で十分に行った上で、平成30年12月に調査船に実装した。平成31年3月までカツオを主対象とした操業を2航海（約1.5ヶ月/航海）実施し、実操業を通じて改良型実証機の釣獲試験及び防水試験を行った。 •内部漫水がなし•呼吸膜により内部気圧も一定写真３　防水試験中の改良型2号機
３　実証試験の方法
実証試験の実施体制を図14、実証試験に用いた調査船の主要目を表4に、それぞれ示した。船上における実証試験時のデータ収集は、実施機関と（国研）水産研究・教育機構開発調査センターとの共同研究において、開発調査センターが行った（図14）。船上での実証試験は開発調査センターが用船する調査船である第二十一日光丸（表4）で実施し、釣獲試験を1航海、防水試験を2航海、それぞれ行った。なお、船上での実証試験に用いた調査船は、当業船を用船しているので、漁船並の操業能力を有しており、実証試験プラットフォームとして適している。
（１）釣獲試験（１０月３日～１１月１８日）
試験は北緯中南〜南洋漁場でカツオを対象とした操業を行い、9軸（角速度、角加速度、地磁気）センサーの導入による擬餌針の水中保持能力の向上と安定した釣り上げ動作によるバラシ軽減に対する効果を検証した。擬餌針の水中保持に関しては、船体動揺（ローリング）の角度と実際に竿動作を補正した角度データを取得し、両者の違いが2°以内のものを補正成功、2°以上のものを補正失敗と定義し、比較を行った。また、船体動揺の補正を行った場合と行っていない場合において、擬餌針が水面下にある時間と水面上にある時間を計測し、擬餌針の水中保持時間の比較を行った。船体動揺に応じた釣り上げ動作に関しては、改良型１号機を使用し、船体動揺を行った場合と行っていない場合において、釣り上げ速度を計測し、それぞれの標準偏差及び分散から評価した。また、実証機、改良型１号機及び乗組員の釣獲成功（針外し成功、針外し失敗）及び釣獲失敗（針掛かり未検知、口切れ等）の尾数を目視で計測し、釣り上げ動作が影響する針外し失敗や口切れ等の割合を比較した。なお、実証機については、漁模様の関係でカツオを対象とした釣獲試験が行えなかったことから、６月にビンナガ操業で取得したデータを用いた。釣獲能力の比較試験に関しては、可能な限り操業条件を整えるために、改良型実証機を左舷側の最も船橋寄りに配置し、比較対象の乗組員は改良型1号機の1.5m船首寄り（改良型実証機の隣り）で釣獲する者とした。なお、操業時間が経過して船全体で釣獲率が低下し始めると、乗組員は船首側の良好な釣り座に移動するが、改良型１号機は移動できないため、乗組員が船首側に移動した後の釣獲結果は比較に用いないこととした。このような条件で操業を行い、改良型１号機及び乗組員の釣獲尾数を記録し、改良型実証機における釣獲能力（カツオ）の対人比率を算出した。比較対象には、同様の条件で対人比率を算出した従来（油圧式）機、試作機及び実証機の過去のデータを用いた。また、本実証試験を行った10月～11月の航海では改良型１号機によるビンナガの釣獲試験が行えないことから、改良型１号機におけるカツオ釣獲の対人比率と従来（油圧式）釣機のカツオ及びビンナガ釣獲における対人比率を比較し、改良型１号機におけるビンナガの対人比率を算出した。当該手法により算出したカツオ及びビンナガの対人比率をもとに、電動式自動釣機の年間(ビンナガ操業2航海、カツオ操業4.5航海）の対人比率を試算した。上記によって得られた知見とともに、調査船乗組員からの聞き取り調査及び日光水産（株）の所属船の漁労長等との意見交換等を参考に改良型実証機の有用性を総合的に評価した。
（２）防水試験
改良型2号機の防水試験は北緯中南～南洋漁場にかけて、船上で3航海（10月～3月）連続して実施した。試験期間中は正午位置の風力を記録し、時化の状況と故障頻度から防水性能を評価した。また、内部検証を３月27日の航海終了時に実施した。内部検証では，釣機本体内部に取り付けた水没検知シールの状態を確認することで防水状況を検証した。

4　実証試験結果
（１）技術導入前後の比較1）釣獲試験（10月3日～11月18日） ①水中に擬餌針を保持する能力の向上誘い動作及び再投入動作中における竿角度の比較を図15に、擬餌針の水中保持時間を図16に示した。船体動揺（ローリング）の角度と実際に竿動作を補正した角度を比較した結果、誘い動作の補正成功率が62.0%、再投入動作の補正成功率が100.0%であった（図15)。このように、船体動揺の影響を概ね補正することができたことから、擬餌針が水面下にある時間の割合についても，補正無しで89.6%であったのに対し、補正ありでは93.1%となった（図16)。以上のことから、誘い動作中において、船体動揺に応じた竿動作が行われ、擬餌針を水中に保持する能力が向上したことが明らかとなった。一方で、再投入動作に比べると誘い動作の補正成功率が低いことが分かった(図15)。この要因として、竿動作が切り替わる直前のローリング角度を基に、次の竿動作の補正を行うため、誘い動作のように遅い動作に対応できていないことが考えられた。当該課題については、動作途中のローリング角度データを使用して竿動作を再補正するプログラムを組み込むことで対応可能である。
②安定した釣り上げ動作によるバラシ軽減
実証機、改良型1号機及び乗組員における釣獲状況の比較を図17に、釣り上げ時の竿速度の比較を表5に、それぞれ示した。船体動揺の補正を行った場合と行っていない場合において、釣り上げ時の竿速度を比較した。その結果、船体動揺の補正を行った時の方が、釣り上げ速度の標準偏差及び分散の値が小さく、安定した速度で釣り上げが行われていた（表5)。また、釣り上げ動作が起因すると思われる針外し失敗や口切れ等によるバラシの割合についても、改良型１号機のほうが実証機よりも減少し、乗組員の割合に近い水準となった（図17)。以上のことから、9軸センサーを導入したことにより、船体動揺の影響を受けない安定した釣り上げが可能となり、釣り上げ動作に起因するバラシの軽減を確認することができた。
③釣獲能力
釣獲能力の比較試験については、電動式自動釣機における１航海あたり累計漁獲尾数を図18に、電動式自動釣機及び従来（油圧式）自動釣機の釣獲能力を図19に、針掛かり検知可否の事例を図20に、釣獲する改良型実証機を写真5に、それぞれ示した。試作機や実証機を用いて行った3航海の調査と比較すると、上述のような効果により、改良型１号機の１航海あたり釣獲尾教は大幅に増加し、カツオ（3～8kg）250本の釣獲実績を得ることができた（図18)。また、1航海あたり釣獲尾数では漁獲努力量が異なることから、対人比率による比較を行った。その結果、図19に示したようにカツオの釣獲では、改良型1号機の対人比率は約62.9％（試作機22.3％、実証機20.0％）で、過去の開発調査センターで行われた調査では従来（油圧式）釣機のカツオ釣獲能力は約11.8%であったことから、5.3倍釣獲能力が向上した。一方、改良型1号機ではビンナガを釣獲した実績がないことから、昨年度開発した実証機におけるビンナガの対人比率81.8%を使用して、電動式自動釣機を年間使用した場合(カツオ操業4.5航海、ビンナガ航海2航海)の対人比率を試算した結果、68.7％であった。また、乗組員等から聞き取り調査を行った際のコメントを下記に示す。 •従来の油圧式自動釣機よりも船体動揺に応じた竿動作が良くできている。 •改良型実証機は常に魚を釣っているイメージである。 ・改良型実証機の釣獲能力が高いことから、漁労長から釣機に負けないように魚を釣るよう指示されるようになった。 •釣り上げ時の魚体制御も良好であるため、釣機の近くでも安心して釣作業を行えるようになった。 •モータでトルク検知をしているため、釣機に対し垂直方向のトルクしか検知されていない（図20）。船に行き足がある時は船尾方向にトルクが発生する。また、針掛かり後に船首方向や散水の外側にトルクを発生させる魚体もいる。このような水平方向のトルク検知機能も追加して欲しい。 •船の行き足がなくなると、擬餌針が泳がなくなるため、釣れなくなる。以上のように乗組員等からも乗組員動作導入に対して、高い評価を得ることができた。一方で、針掛かり検知及び船の行き足がなくなってからの誘い動作に課題が示された。
2）防水試験結果
試験終了後における改良型2号機の本体内部の様子を写真6に示した。改良型2号機の試験では、試験期間（約4ヵ月）中における正午位置の最大風力6（≒風速12m）が記録されたが、故障等の発生は確認されなかった。また、3月末に内部を分解して浸水の確認を行ったが、浸水は確認されなかった（写真5)。一方で、昨年度行った実証機の試験では、釣機本体の内部に浸水が確認されている。実証機は密閉構造であるため、熱膨張により空いた穴から浸水したことが考えられている。改良型2号機では、本体内部と外部の気圧が一定に保たれたことにより、熱膨張による穴を防ぐことができたものと思われる。以上の結果から、改良型2号機の防水性能は、目標としていたIPX6相当に到達しており、実操業に耐えられる自動釣機であることが分かった。誘い動作及び再投入動作中における竿角度の比較図１５擬餌針の水中保持時間図１６表5釣り上げ時の竿速度の比較
（2）評価本事業において得られた釣機の釣獲性能を用いて、省コスト効果の試算を行った。試算結果を以下に示す。なお、本機の導入効果は、単に船上における経営合理化に対してだけでなく、陸上の事業管理部門で人員確保に要している時間や心理的な負担等の大きな軽減効果がある。 1）外国人あるいは日本人１名減らすことによる省コスト効果【試算条件】 •釣機2台を導入、左舷側中央付近に設置、船員を1名削減。 ・釣機性能は0.69人前/台※とし、漁獲量は維持。 ・外国人雇用に係る年間費用250万円（食費等込） ・日本人雇用に係る年間費用　750万円（食費等込） ・釣機を5年間使用。導入費250万円/台、保守費50万円/台・年※釣機の性能は2台で約1.4人前となるが、釣り機の管理のため、乗組員1名が釣機の管理で釣獲効率が落ちることを加味し、釣機2台で1人前として試算【導入効果】 •外国人：1,250（5年間人件費）－1,000（導入費+保守費(5年間)）＝250万円/5年・日本人：3,750－1,000＝2,750万円/5年• 5年間で250万～2,750万円の省コスト効果が期待できる。
2）乗組員を減らさない場合の増産効果
【試算条件】 ・釣機を2台導入、胴の間に設置、乗組員は増減無し。 ・釣機性能は2台で1人前・乗組員1名の漁獲量63t/年・釣機は5年間使用、導入費用及び保守費は250万円/台、50万円/台・年・B1単価250円/kg 【効果試算】 •（63t×1人前）×250円/×5年－1,000万円（導入費+保守費）＝6,875万円（5年間） • S1生産に乗組員1名が従事することによる釣獲減（年間8t程度）も解消。 ・5年間で6,875万円の増収効果が見込まれる。
３）釣機導入による燃料消費量増加効果
【試算条件】 ・油圧型自動釣機による年間燃油消費量（試算） ・電力消費量（油圧ポンプ、自動釣機等）0.75kW • 1航海あたりの使用時間57.4h(漁場滞在29日間でほぼ満船としたときの操業時間) ・A垂油換算率=0.286KL/1000kWh(NEDO)とし、 0.75kWh×57.4h×0.286KL/1000kWh×7航海=0.09KL ・電動式自動釣機消費電力50W 0.05kWh×57.4h×0.286KL/1000kWh×7航海=0.01KL 【効果試算】 • 0.01/0.09×100=11%約89%の省エネ効果•従来の油圧型自動釣機に対して約9割の省エネ効果が試算される。
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本事業の結果、下記の（１）～（４）に示した実証機及び改良型実証機の主要な変更点が実証機開発のコンセプトとなるが、概ね達成することができ、実用化に向けて大きく前進した。しかしながら、本実証事業の結果から、いくつかの普及に向けた課題の存在も明らかとなったことから、普及には課題の改善が必要である。
( 1 )擬餌針を水中に保持する能力の向上
9軸センサー導入により、船体動揺に応じた竿動作が可能となり、擬餌針を水中に保持する能力が向上し、釣獲機会が向上した。一方で、遅い竿動作に対しては、船体動揺に竿動作を追随させる成績が悪かったが、プログラムの改良で対応可能である。
( 2 )安定した釣り上げ動作によるバラシ軽減
9軸センサー導入により、船体動揺の影響を受けない安定した釣り上げ動作が可能となり、口切れ等の釣り上げ動作に起因するバラシが軽減した。一方で、針掛かり未検知によるバラシが確認されており、針掛かり検知能力に課題が示された。
（３）防水機能の強化
約３ヵ月の使用で改良型実証機2号機の水没による故障は認められず、内部検証においても、浸水の形跡が認められなかった。このことから、実証機よりも大幅に防水性能を強化することができた。防水性能については、実用化レベルに達していると思われる。
( 4 )釣獲能力
9軸センサー導入等の効果によりカツオの釣獲において、従来の油圧式自動釣機よりも釣獲能力を5.3倍、向上させることができた。このことにより、目標としていた年間対人比率55％の釣獲能力を達成することができ、乗組員一人を削減した場合、最大で2,750万円/年の導入効果が認められた。一方で、針掛かりの検知等の課題も示されており、釣獲能力をさらに向上できる可能性が残されている。
6   今後の課題
釣獲性能や防水性能などの目標値を達成することができたが、釣獲能力の向上等に課題が残った。乗組員からのコメントにもあるように、針掛かり後、魚体が散水の外側等に移動した場合は、サーボモータに回転するトルクが発生しないことから、針掛かりを検知することができない。また、針掛かり検知同様に、安全性についても、トラプル時に検知できない負荷があることから危険を伴う。このため、システム構成が現状よりも複雑となるが、張力計などのセンサーを導入し、負荷検知方法を改善する必要がある。また、誘い方法についても船の行き足がなくなると擬餌針が泳がなくなり、釣れなくなる様子が観察されている。これらの課題を改善することで釣機の性能をさらに高めることが可能である。