自律型トマト収穫ロボットの開発

 私たちの開発課題では、トマトを自動で収穫するロボット開発に取り組んでおり、毎年12月に開催される「トマトロボット競技会」において上位入賞を目標にしています。その競技会では、他大学の学生と交流を深めたり、そのさまざまなアイデアを目の当たりにし、とても大きな刺激になります。
 2018年度第5回トマトロボット競技会は、人工芝のフィールドを自律動作で走行させる部門に参加しました。これは、あらかじめ決められたレール上を自律動作するという昨年度参加した部門の上位にある最も難しい部門であり、非常に高い技術力を必要とします。
 開発では、ロボット全体の設計・製作、ロボットを制御する電子回路基板の設計・製作、色を識別する画像処理、トマトそのものを認識する機械学習など、さまざまな技術を生産システム系3科で分担して製作しました。今年度は、フリースタイル部門での出場であったため、トマト棚までのアプローチは、全方向への移動を可能にするためメカナルホイールを用いて車輪を駆動する方法にしました。また、収穫の際は、どうすればトマトを傷つけずに効率的に収穫できるかをメンバーで話し合いながら開発をしました。

トマトロボット競技会出場

 2018年度で5回目となる「トマトロボット競技会」のシニア部門にエントリーし、トマトを傷つけずに収穫する速さと正確さを競いました。競技は、トマト1個の収穫、房からの収穫、株からの収穫と難易度が異なる3つのステージに分かれています。
 私たちは、第2ステージを1位で通過し、最終ステージで、トマトの収穫をすることができ準優勝することができました。また、優秀なロボットを開発したチームに贈られる響灘菜園賞という特別賞を当校の大会参加以来、初めて受賞することができました。

海中ロボットの開発

 貴重な資源が日本周辺の海底に豊富に眠っていることが、近年の調査で分かってきました。ただ、海中という過酷な環境下では、これら資源の詳細な探査にはロボット、特に自律して動作する海中ロボット(AUV)の利用が待望されます。我々は、浅い海域での探査機能を有したAUV の開発を目標として開発に取り組んでいます。
 生産システム系3科が合同して開発を進めています。機械系は水深10mの海底でも動作可能なロボット筐体とスラスタ(推進器)の設計・製作を担当。電気系はロボット動作を制御する回路を設計し、さらにスラスタの制御を担当。電子情報系は、位置情報システム(GNSS)、超音波などのセンサ情報を基に自律航行するプログラムの設計・製作を担当しています。今年度は、3科のメンバーが2チームに分かれ、昨年度開発してきたロボットをバージョンアップしています。具体的には新たに2重反転スラスタを製作し、超音波センサ、高精度な位置情報システムなど新技術を取り入れたAUV(機体名:NADIA)と従来のシンプルな構成のAUV(機体名:ISTIOPHORIDAE)を開発しました。

沖縄海洋ロボットコンペティションに出場

開発したAUVの性能評価のために、10月に沖縄で開催された「沖縄海洋ロボットコンペティション」に参加しました。大会では、競技だけでなく発表(ポスターセッション)も評価対象になります。競技会を通じて他の大学と交流することで、我々にはなかったアイデアを学ぶ良い機会になりました。幸いにも、NADIAチームが優秀賞を獲得することができました。
ピースピッキング自動化装置の開発

 生産システム系3科の学生が各々の専門分野を活かし、連携しながらピースピッキング自動化装置の開発を目指しています。ピースピッキングとは物流における倉庫内作業の1 つであり、搬送先別にワーク(製品、部品など)を1 個単位で仕分ける作業のことをいいます。現在物流業界で行われているピースピッキングは大半が人の手作業によるものであり、物流コストの内の4 割がこの作業の人件費にあたるといわれています。また少子高齢化に伴い人手不足も深刻な問題になっており、このピースピッキングを自動化することによって省人化を図り人手不足の解消、さらにはコストダウンも可能となります。

 今年度の目標としては、供給部、搬送部、格納部に分かれて試作し、それぞれの専門性を活かしながら、まずは物流センターでの人の動作に近い速度でピッキングできるような装置を制作しています。特に格納部では数種類の製品を把持するため、ロボットハンド、吸着パッド、真空パッドなどの機構を試作し検証しながら、製品を落下させずに移動させることができる最適な方法をグループ全員で意見を出し合いながら取り組んでいます。最終的には完全自動化を目標としています。  今年は初年度ということもあり一部手作業の箇所もありますが、搬送と格納を自動で行うシステムを開発しています。

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