レスキューロボット

レスキューロボットは、地震や水害などの災害で被災した人間を救助したりすることなどを目的として設計されたロボットである。現在開発が進められているものの多くは、要救助者の探索を目的としており、瓦礫や建物内の中を移動するための特殊な移動機構や、人間を発見するためのセンサ技術などの開発が焦点となっている。

日本では2011年の東京電力・福島第一原子力発電所事故をきっかけとして、従来より行われていた、原発事故時の発電所施設内の情報収集や、危険箇所での作業を行うためのロボットの研究・開発もより強化されている。

また、福島第一原発事故を契機に、ヒューマノイドの開発競争が全世界的に起きている。

なお、2011年の東日本大震災前後ごろから、公的な文書では「レスキューロボット」とは用いずに、災害時に用いられるロボット全般を指す「災害対応ロボット」などが用いられることが多い(e.g.、特殊目的用 があり、通常の検査用は1970年代以降に開発され、配管溶接部の検査や、人が近づきにくい場所の補修作業などに既に用いられている。

“ロボット王国”を自認する日本では、福島第一原発事故直後の初動で国産ロボットを投入できず、米国製に頼ったことが痛恨の極みとして語られる。ただし日本国内でも原子力災害ロボットが開発されていなかった訳ではない。また、事故直後の4月11日、国産無人重機ロボットが原発敷地内に投入され、瓦礫撤去作業を行なっている。事故後に投入された無人ロボットの中では3番目の早さである。

原発ロボットプロジェクトには経産省系と文科省系の2つがあり、ロボットを開発はしたがその後維持・運用する予算が付かず、廃棄されたかメンテナンスされなかったのは「極限作業ロボットプロジェクト」など、通産省時代を含めた経産省系のものである。もう一方の文科省所管の財団法人・原子力安全技術センターによる原発緊急時の為の「防災モニタリングロボット A」と「同 B」は2000年に開発され実用化している。

この2台のロボットはカメラ撮影・放射線計測・走行・軽作業を基本機能とし、各種機能の向上を目指して試験が繰り返されており、2006年～2010年度までの「原子力総合防災訓練」にも投入されている。事故前年の2010年10月の青森での訓練にも投入されたばかりであり、2008年には福島第一原発での訓練にも使われている。一部メディアの「国産の原子力災害用ロボットは開発されていなかった」との報道は事実ではない。

2014年1月時点で、福島第1原発では、クインスなどの走行ロボの他、飛行ロボや潜水ロボなど、20種類以上のロボットが活躍している。

原子力安全技術センターが開発・実用化した原子力災害ロボット
防災モニタリングロボット A
防災モニタリングロボット B

1.1. 地上探査ロボット
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2011年3月18日、京都大学の松野文俊教授、根和幸、五十嵐広希研究員らは青森県八戸市の体育館で「KOHGA3」を用いて被災地の調査を行った。人が近づけない危険な状態にあるステージ脇に入り、被害状況の撮影に成功した。

1.1.1. 事故初動での投入の遅れ
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事故の初動で「防災モニタリングロボット」などを投入できなかったのは、東電が実地での経験を重視し国産ロボットを使いたがらなかったことや、瓦礫の散乱が走行経路を妨げたこと等による。3D映像撮影機能や階段を上り下りできる機能がある防災モニタリングロボットは、東電の出動要請で投入予定であったものの、瓦礫の散乱で走行できないなどの問題に直面し、実際の使用は見送られた。

1.1.2. 国産無人重機ロボットと外国製原発ロボットなどの投入
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2011年4月1日に米iRobotの軍事用ロボット「PackBot」を投入し、3号機脇の屋外ガレキ写真撮影を行った。4月10日には米ハネウェル社の小型無人ヘリ「RQ-16 T-ホーク」を投入し、3,4号機の空撮が行われた。4月11日からは原発敷地内のロボットの走行経路などに散乱した高放射線量の瓦礫を除去し、整地する目的などの為に、大手ゼネコン大成建設・鹿島建設・清水建設の合併企業が運用するコマツ、日立建機、キャタピラージャパンの無人重機が投入された。

そして4月17日には「PackBot」を1号機と3号機、18日には2号機の原子炉建屋内に投入し、遠隔操作での探索が行なわれた。PackBotは実用化済みで数千台が製造されており、戦場での実績もあったことから優先されたといわれる。ただし東電は、2011年7月下旬頃には、「PackBot」では建屋上層階や地下へのアクセスは困難と判断し、地上階の平面での移動のみで運用する方針を打ち出しており、上層階へのアクセスには国産の「クインス」を利用している。

他に米国製ではiRobotのより大型の「Warrior」、ボブキャット社の無人建設機械「ボブキャット」が使われた。11年6月24日、T-ホークが運用中に操縦不能に陥り、2号機屋上に不時着するトラブルがあった。

その他の国では英Qinetiq社の軍用ロボットで、米エネルギー省から提供された「タロン」、スウェーデン製でチェルノブイリでも使われたブロック社の解体ロボット「ブロック90」、「ブロック330」が使われた。

原発敷地内のガンマ線カメラを使った線源特定やロボットを使った汚染マップの作成のためには、JAEAが開発した国産の「ロボット操作車」も使われた。また独プツマイスター社製コンクリートポンプ車も無人・遠隔操作化して投入し、無人・遠隔操作化施工は東芝、日立製作所、三菱ふそう・重工が関わった。

投入された無人重機ロボット・外国製ロボットなど
米iRobot　「PackBot」
ハネウェル　「RQ-16 T-ホーク」
コマツ　「油圧ショベル」3台、「クローラダンプ」2台
日立建機　「クローラダンプ」１台
米キャタピラージャパン　「油圧ショベル」1台、「ブルドーザー」1台
米iRobot　「PackBot」
三菱重工　「放射線耐性大型特殊フォークリフト」
米ボブキャット　「ボブキャット」2台　
スウェーデン・ブロック社　「ブロック90」「ブロック330」
英Qinetiq　「タロン」
日本原子力研究開発機構　「ロボット操作車1号・2号」
米iRobot　「Warrior」
独プツマイスター　「コンクリートポンプ車」

1.1.3. 国産原発ロボットの投入
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コマツや日立建機などの国産無人重機ロボットや「ロボット操作車」などの他、以下の国産ロボットが投入された。

SMERT-Mの投入

2011年5月20日、東芝製で一旦廃棄処分になった作業監視支援ロボット「SMERT-M」が、事故後に急遽、ガンマ線カメラを搭載して、福島第一原発1号機原子炉建屋内に投入され、計測を行っている。

クインスの投入

2011年6月24日、千葉工業大学未来ロボット技術研究センター、東北大学未来科学技術共同研究センター、国際レスキューシステム研究機構のグループが、2009年に共同開発した災害救助ロボット『クインス』が、2号機建屋内に投入された。元は原発災害用ではなかったので、改良が加えられていた。因みにクインスは、2009年のロボカップレスキュー世界大会で運動性能部門とアームの性能部門で優勝し、瓦礫走行及び階段や坂を上る性能などで米国製を圧倒している。福島第一原発の事故現場でも高い運動性能により、米国製ロボットが踏み込めない場所でも活躍している。東電では2011年7月下旬頃には、米iRobot社の「PackBot」では傾斜角が急な建屋上層階や地下へのアクセスは困難と判断し、上層階へのアクセスなど複雑で高度なミッションには「クインス」を利用している。

2011年10月20日、クインス1号は遠隔操作する為のケーブルの断線で通信が途絶えた為、翌2012年2月20日に改良型のクインス2号と3号の2台が追加で搬入され、同27日に2号機原子炉建屋内部を撮影した。2台には通信のバックアップ機能が備わり、線量計や温度計に加えて、空気中のちりを採取する「ダストサンプラー」や３次元スキャナーなども搭載された。

因みに2012年7月、クインスの後継機「ローズマリー」2台が公開された。

JAEA-1～3号の投入

2011年6月、日立製作所、神戸製鋼、日本原子力研究所が2000年に共同開発していたものの、メンテナンスがされず直ぐに可動させられなかった国産ロボット「RESQ-A」は、ケーブルリールを搭載するなどの改良が加えられ、「JAEA-2号」として搬入された。国産ではないが、スウェーデン・BROKK社の小型無人建機「ブロック40」は、「JAEA-1号」として同年6月に搬入された。もう一台の「RESQ-A」に改良を加えた「JAEA-3号」は同年7月に搬入された。

待機状態にあったが、同年9月23日に「JAEA-3号」が2号機原子炉建屋内に投入され、計測・撮影などを行った。

サーベイランナーの開発

トピー工業は2012年3月6日、原発の復旧作業用に向けた探査ロボット「サーベイランナー」 を開発したと発表した。70センチ四方の狭いスペースでの旋回、急勾配で濡れた階段での昇降が可能で、原子炉建屋内でもスムーズに測定作業ができるとみている。トピー工業はこれまで消防庁など向けに探査ロボットを製造しており、3.11後は東電にロボット技術をアピールしてきた。3月中に東電に無償で貸与し、放射線が強く立ち入りが制限されている原発内での作業に活用してもらう。

2012年4月18日、大量の汚染水が漏れ続けている2号機で水漏れ箇所の特定のため、格納容器下部の圧力抑制室にサーベイランナーを投入して調査が行われた。

投入された国産ロボット一覧
SMERT-M
クインス1号
JAEA-1号
JAEA-2号
JAEA-3号
クインス2号
クインス3号
クローラークレーン
サーベイランナー

1.1.4. 廃棄・放置されたロボット
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1979年米スリーマイル島原発事故後に通商産業省が計画した「極限作業ロボットプロジェクト」では、18社、2法人、2国立研究機関が参加し約200億の研究費が充てられ、原子力発電施設作業ロボットなどが開発されたが、その後は維持されず廃棄された。この中には日立が製作した、ギリシャ神話のケンタウロスに似た外観の4本脚の半人半馬型のロボットがあった。このロボットは4脚歩行での移動や階段の上下などが行え、ステレオカメラと力覚フィードバック付き4本指を有する7軸双腕マニピュレータを搭載し、遠隔操作でナットを回したり、スパナを使って作業できる優れものだった。
1999年に茨城県東海村で起きた「JCO臨界事故」を受け、同年度に30億円の補正予算を計上して、製造科学技術センターにより「原子力防災支援システム開発補助事業」が進められた。事業を受注した三菱重工、日立製作所、東芝、仏社サイバネティクス/日商岩井が、2001年に原発ロボット計7台をそれぞれ開発していた。しかし2001年度以降は予算付けがなされず、実用化シナリオを欠いたことで、開発から2年後の2003年に全て廃棄されたか、メンテナンスされないまま放置された。その中で東芝の「SMERT-M」は2011年5月20日にガンマ線カメラを搭載するなど改良を加えた上で、福島第一原発1号機原子炉建屋内に投入した。ロボットが廃棄・放置されたのは安全神話が一因だったとみられる。
それとは別に、日本原子力研究所などが2000年に開発した4種5台のロボットのうち、三菱重工と共同開発した「RaBOT」は維持管理のための予算が付けられず、2010年9月に廃棄された。RESQ-A～Cの3種4台は、2004年以降は放置に近い状態に置かれ、3.11直後は可動不能という状態だった。しかし事故後、RESQ-Aに改良を加えて、可動できるようにした。
米スリーマイル原発事故後、「極限作業ロボットプロジェクト」でプロトタイプが開発されたロボット
極限作業ロボット
JCO臨界事故後に「原子力防災支援システム開発補助事業」により開発され、その後廃棄・放置されたロボット
三菱重工製　「MARS-i」「MARS-A」「MARS-T」
東芝製　「SMERT-M」とこれに搭載できる「SMERT-K」
日立製　「SWAN」
仏社サイバネティクス製　「MENHIR」//※上記廃棄ロボットの一部は東北大学に引き取られ、うち日立製「SWAN」は仙台市科学館に展示されている。////※上記廃棄ロボットは全く無駄になったわけではなく、一部は研究者の努力により開発成果が役立てられている。日立製「SWAN」と三菱重工製「MARS-A」「MARS-T」はその後、国際レスキューシステム研究機構と製造科学技術センターによる防災ロボットの共同研究に活かされ、MARS-AとMARS-Tは更に「RaBOT」の開発に役立てられた。//
JCO臨界事故後に日本原子力研究所等が開発し、後に廃棄・放置されたロボット
RESQ-A
RESQ-B
RESQ-C
RaBOT

1.1.5. 廃棄・放置ロボットの再活用
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1.1.5.1. SMERT-M、JAEA-1～3号
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上節「国産原発ロボットの投入」で既述の通り、東芝製「SMERT-M」と、日本原子力研究開発機構が3.11事故後に廃棄・放置ロボットに改良を加えた「JAEA-1～3号」は、福島第一原発に投入されている。

1.1.5.2. マイスター
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三菱重工業は、「MARS-D」と「MARS-i」という2機の原子力災害ロボットの開発を進めている。元々2001年に開発されていたものだが、長らく使っていなかった為に、事故直後は動かせる状態ではなかったが、再び動かせるようにした。「MARS-D」は高さ55cm、長さ160cmで4輪のクローラーが付いており、段差25センチ、傾斜45度の階段の上り下りと、遠隔操作ができる。双腕マニピュレータを備え、ドアの開閉、鉄骨の切断、放水や除染などの作業が可能だ。既に投入済みの「クインス」は本来原発事故を想定しておらず、放射線への長期的な防護対策は取られていないが、MARSは電子部品をユニット化しており、ある程度被曝したら交換して使い続けられる仕様だ。2012年2月時点で、事故現場への投入を目指しているが、高さ8mの建屋内でアームが1.3mの所までしか届かないという問題に直面しており、改良が試みられている。
2012年12月、かつて廃棄された「RaBOT」の技術と、311事故後にその姉妹機として開発を進めていた「MARS-D」をベースに、放射線耐久性能の強化や専用工具開発などの改良を加えた、双腕遠隔操作ロボット「MHI-MEISTeR」を開発した。

1.1.6. アシモの技術
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ホンダは二足歩行ロボット「アシモ」の技術を応用した原子力災害ロボットを開発した。ロボットはアシモの腕の関節の技術を使い、バルブの開閉などができる。二足歩行ではなくタイヤやクローラー式になるという。東電の施設で作業実験が行われており、事故現場への投入を急ぐ。事故当初、アシモを事故処理に投入できないかとの声が高まったことを受け、ホンダは「現状では、ご要望を頂いた様なことができる技術には至っていない」との声明を出していた。
ホンダは2013年高所調査用ロボットを開発して原子力建屋へ現場投入した。

1.1.7. ロボットスーツ
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その他、茨城県つくば市にあるロボットベンチャー企業サイバーダインは、原発作業員のための新型ロボットスーツを公開している。人間の動作をアシストするバッテリー駆動のロボットスーツ「HAL」に改良を加えたもので、放射線防護服の下に着用することができる。放射線を防ぐ遮蔽体となるタングステン入りの防護服は60kgと重く、長時間着用して作業するのは困難な為、その装備重量の負担を軽減し行動をアシストする。福島第一原発で使われるかどうかは2011年11月時点では決まっていない。「ハル」は体表を流れる微量の電流をとらえて筋肉の動きを予測し、装着者の動きを支援する。ハルの下肢ユニットは、2010年末までに113の病院や福祉施設などにリースされている。

1.1.8. ローズマリー 
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2012年7月、千葉工大はクインスの後継機「ローズマリー」2台を公開した。元々地震など他の災害支援用に設計されていたクインスに各種改良を加え、原子力災害に特化して開発されたものである。積載可能重量はクインスの20kgから60kgに増え、稼働時間は3時間から5時間に伸びた。

1.1.9. その他のロボット
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4本足のロボット

2012年11月21日、東芝は、福島第1原発向けに4本足のロボットを開発したと発表した。新型ロボットは幅約59cm、高さ約107cmで、ロボット本体と分離できるカメラ付き小型車を積載している。これまで使われていた車両型ロボットは階段に阻まれることがあったが、この4本足ロボットは高さ40cmまでの障害物を乗り越え、階段の上り下りもできる。なお、既述の通り4本足のロボットは、プロトタイプの開発に留まったものの、極限作業ロボットプロジェクトで日立が開発していた。

「ASTACO-SoRa」

2012年12月、日立エンジニアリング・アンド・サービスは、原子力発電所の災害対応において建屋内作業の支援を目的とした小型双腕重機型ロボット「ASTACO-SoRa」を日立建機と共同で開発した。

「Arounder」

それに続き日立製作所は2013年3月、遠隔操作で高圧水を用いて除染作業を行うロボット「Arounder」を開発したと発表した。早ければ2013年夏に福島第一原発の1号機と3号機で使用される予定。アラウンダーは、資源・エネルギー庁の「建屋内の遠隔除染技術の開発」プロジェクトの一環として開発されたもの。

除染ロボット

2013年2月、東芝は、遠隔操作で動く除染ロボットを開発し公表した。航空機の塗装剥離などに使う「ドライアイスブラスト」技術を応用したもので、アームの先端からドライアイスの粒子を吹き付け、原子炉建屋の床や壁面に付着した放射性物質を剥がし、フィルターの付いた吸着装置内に吸引する。タッチパネルやゲームの操縦スティックで操作できる。

ヘビ型ロボット

2018年7月、京都大学の松野文俊教授らは災害現場などの探索向けにヘビ型ロボットを開発した。関節をくし状にすることで、単純な構造を保ち、はしごに巻き付いて上ることや、段差を上るといった広い可動域を実現した。2020年～2021年ごろに実用化できることを目指している。

ドローン

2021年、ロックカレッジはドローンと人工知能、複合現実を駆使した災害現場での地上からの救助可能なロボットを開発した。

1.2. 311の教訓と多重行政
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震災の反省から、文部科学省は「使える災害ロボット」を目指し、5年間で11億円の予算を計上、「がれきに埋もれた被災者を助けるロボット」「素早く人命救助するパワードスーツ」「水中での被災者を捜索するロボット」の３種の開発を目指すことを決めた。ただ経産省でも「日本原子力研究開発機構」と「製造科学技術センター」によって原発ロボットの開発プロジェクトはそれぞれ行われてきており、多重行政になっていることは否定できない。税金の無駄遣いでもあり、どちらかに統一する必要性が指摘されている。

1.3. 時系列・東日本大震災で投入されたレスキューロボット
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東日本大震災で投入・搬入された無人重機・ロボット
米　iRobot　「PackBot」
米　ハネウェル　「RQ-16 T-ホーク」
国産　コマツ　「油圧ショベル」3台、「クローラダンプ」2台
国産　日立建機　「クローラダンプ」１台
米　キャタピラージャパン　「油圧ショベル」1台、「ブルドーザー」1台
米　iRobot　「PackBot」
国産　東工大など　「Anchor Diver 3」
米　Seamor Marine「seamor-ROV」
米　SeaBotix「SARbot」
米　ハネウェル　「RQ-16 T-ホーク」
国産　三井造船「RTV」
国産　三菱重工　「放射線耐性大型特殊フォークリフト」
米　ボブキャット　「ボブキャット」2台　
スウェーデン・ブロック社　「ブロック90」「ブロック330」
英　Qinetiq　「タロン」
国産　東芝「SMERT-M」
国産　日本原子力研究開発機構　「ロボット操作車1号・2号」
国産　千葉工業大学など「クインス1号」
スウェーデン　ブロック　「JAEA-1号」
国産　日立・神戸製鋼「JAEA-2号」
米　iRobot　「Warrior」
国産　日立・神戸製鋼「JAEA-3号」
独　プツマイスター　「コンクリートポンプ車」
国産　千葉工業大学など「クインス2号」
国産　「クインス3号」
不明　「クローラークレーン」
国産　トピー工業「サーベイランナー」これから福島で使う候補として、援竜、FRIGO-M、蒼竜、モニロボ、UMRS、KOHGA3、RMAX、米Dragon Runnerなどが挙げられている。

1. ヒューマノイド ロボティクスチャレンジ
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既述の通り、福島第一原発事故を契機に、全世界的にヒューマノイドの開発競争が起きている。日本ではロボカップから派生した「レスキューロボットコンテスト」が2001年から毎年開催され、次世代の研究者・技術者の育成が図られてきたが、福島事故後、米国でも国防総省の国防高等研究計画局がヒューマノイドの開発促進のため「DARPAロボティクス・チャレンジ」を開催すると発表した。

この第一回目大会では、原発事故現場で人と同じように行動するミッションをヒューマノイドに課すという。世界中の多くの企業が参加を表明しているが、日本企業は軍事に転用されることなどを懸念し、参加に及び腰である。また日本の国立研究機関のロボット研究は軍事技術に結びつく研究は禁じられており、それも参加に及び腰な理由の一つになっている。

そうした中でも、東大発のベンチャー、SCHAFTが参加し、2013年予選を1位で通過したものの、予選直後にGoogleに買収され、商用ロボットの開発に専念するという理由から本選は不参加となった。またその後、安倍政権の下でロボットによる「新たな産業革命」が成長戦略の一つとして掲げられ、産業技術総合研究所がDARPAに協力する事になり、東大、産総研を中心とする日本チームがDRC本選に参加する事になった。

韓国も「ヒューボ」の技術をオープンソースにし、世界の企業や研究者の参加を募ることで、急激に日本のヒューマノイドを追い上げている。

2. スクラムフォース
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2.1. 沿革
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総務省消防庁は東日本大震災でのLPG貯蔵施設の爆発火災などの消防隊員が現場に近づけないような災害に備え、2014年度より三菱重工業、東北大学などと共同で消防ロボットシステムの研究開発を進めている。

2018年度末、実戦配備型の消防ロボットシステムが完成し市原市消防局に緊急消防援助隊車両として実証配備、2019年5月市原市消防局は習熟期間を経て当該システムを装備した特殊装備小隊を発足させた。部隊発足式に合わせ消防ロボットシステムをスクラムフォースと命名し、スクラムフォースのロゴ・マークを発表した。

2023年に日本機械学会の機械学会賞を受賞した。

2.2. 概要
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スクラムフォースは情報収集から放水活動までを自動・自律的に行える世界初の実戦配備可能な消防ロボットシステムであり、4台のロボットと指令システムからなる。

また、準天頂衛星システム「みちびき」の技術の導入や、首都直下型地震への対応を見据えた東京湾沿岸地域の大規模石油コンビナートでの稼働に必要な情報の組み込みなどの、改良も重ねている。

2021年には以下の3種類の仕様をとりまとめた。

研究開発した消防ロボットシステムと同レベルのシステム
研究開発した消防ロボットシステムのうち放水砲ロボット及びホース延長ロボットのみの構成としたシステム
遠隔操縦による走行とした放水砲ロボット及びホース延長ロボットのみのシステム

2.3. 装備
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3. レスキューロボット各種
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陸上探査用、水中探査用、火災用、情報収集用などがある。

日本製
救助・捜索・情報収集用
IRS蒼竜
MOIRA
簡易型画像探査装置
インテリジェントエアロロボット
T-52援竜、T-53援竜
ロボQ
災害救助搬送ロボ
デュアルファイター　セーバー
Hibiscus
UMRS-2009
Bari-bari-II
カッターロボット
クインス1号、2号、3号
RESQ-A
RESQ-B
RESQ-C
RaBOT
防災モニタリングロボット
TAGUAN
Toin Pelican “Aphelandra”
Acros
KOHGA
MARS-D
MARS-i
サーベイランナー
水中探査用
Anchor Diver III
ウォターサーチ
RTV
火災用
デュアルファイター　ドラゴン
無人走行放水車
その他
だみたろう イギリス製
タロン アメリカ製
Warrior
PackBot
SARbot
seamor-ROV
RQ-16 T-ホーク

4. 開発プロジェクト
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レスキューロボットコンテスト
ロボカップレスキューロボットリーグ
文部科学省大都市大震災軽減化特別プロジェクト
2012年ロボティクスチャレンジ
DARPAロボティクス・チャレンジ
産業技術総合開発機構災害対応ロボット研究開発

5. 脚注
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6. 関連項目
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災害救助犬

7. 外部リンク
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