海中工学研究センター - 東京大学
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<strong>東京大学</strong>生産技術研究所<br />
<strong>海中工学研究センター</strong><br />
年次報告書<br />
平成13年度
序<br />
<strong>東京大学</strong>生産技術研究所<strong>海中工学研究センター</strong>は、平成 11 年 4 月 1 日に設立し、本<br />
年度はその第 3 年度目に当たる。12 年 4 月 1 日より 6 研究室態勢が継続し、センター<br />
としての活動が軌道に乗ってきている。<br />
平成 13 年度のセンター全体としての対外的な活動としては次のようなものが挙げら<br />
れる。<br />
1) 平成 13 年 10 月 16 日に<strong>東京大学</strong>、国立台湾大学、ソウル国立大学の3大学の AUV<br />
関連の研究者が集まり Workshop「TruuRobo」を開催。 国内外から約 80 名の参加<br />
者があった。<br />
2) 平成 13 年 4 月 16 日と 10 月 15 日に海中海底工学フォーラムを開催。それぞれ 200<br />
名を越える参加者があった。<br />
3) 平成 13 年 11 月 16 日~25 日に横浜パシフィコで開催されたロボフェスタ神奈川<br />
2001 に参加し、研究内容を展示発表した。<br />
4) 日本学術振興会より科学研究費学術創成研究「深海知能ロボットの開発研究」の<br />
交付を受け、5 年計画で新しい自律型海中ロボット研究開発を開始した。<br />
本報告書では、<strong>海中工学研究センター</strong>の平成13年度の研究概要と研究成果とを集大<br />
成するものである。<br />
2002 年 3 月 31 日<br />
<strong>東京大学</strong>生産技術研究所<br />
<strong>海中工学研究センター</strong><br />
センター長 浦 環
第1章 各研究室の概要<br />
1.1 浅川研究室<br />
1.2 浅田研究室<br />
1.3 浦研究室<br />
1.4 高川研究室<br />
1.5 藤井研究室<br />
1.6 林研究室<br />
第2章 ロボット技術<br />
目 次<br />
2.1 湖面環境計測用ソーラーロボット艇の設計と開発<br />
2.2 湖水観測水中ロボット「淡探」の開発-自律型水中ロボット(AUV)の仕様と運用成果報告-<br />
2.3 航行型海中ロボット「アールワン・ロボット」の閉鎖式ディーゼル機関<br />
2.4 ダム貯水池調査水中ロボットの研究開発<br />
2.5 教示と強化学習による自律型海中ロボットの潮流中における運動制御アルゴリズムの獲得<br />
2.6 複数海中ロボット用仮想海中環境シュミレータMVS-3の開発<br />
2.7 自律型水中ロボットの能動型レーザー距離計測システムの開発<br />
2.8 Design concept and experimental results of the autonomous Underwater Vehicle AQUA EXPLORER 2<br />
for Inspection of Underwater Cables<br />
2.9 Development of an Autonomous Underwater Vehicle " Tri-Dog" Toward Practical Use in Shallow Water<br />
2.10 Research and Development of Autonomous Underwater Vehicles<br />
2.11 Artificial Neural Network based controller for Positioning of multi Input Multi Output Autonomous<br />
Underwater Vehicle<br />
2.12 AUVs' Dynamics Modeling, Position Control, and Path Planning using Neural Networks<br />
2.13 A Sensor Fusion Scheme for Autonomous Underwater Vehicle Localization in Cable Following<br />
2.14 Acquisition of Dynamics Control Algorithm of Autonomous Underwater Vehicle by Reinforcement<br />
Learning and Teaching Method Considering Thruster Failure<br />
2.15 Route Keeping Control of AUV under Current by using Dynamics Model via CFD Analysis<br />
2.16 Dynamics Control Algorithm of Autonomous Underwater Vehicle by Reinforcement Learning and<br />
Teaching Method Considering Thruster Failure under Severe Disturbance<br />
2.17 Object Observation in Detail by the AUV " Tri-Dog" with Laser Pointers<br />
第3章 海中技術<br />
3.1 深海を探る自律型水中ロボット-その役割と現状-<br />
3.2 自律型海中ロボットによるザトウクジラの認識と追跡
3.3 自律型海中ロボットを用いた珊瑚礁生態観測システムの開発(第1報:観測システムのコンセ<br />
プト及び海中ロボットのシステム)<br />
3.4 水中ロボットの航行を支援する水中ランドマークの開発<br />
3.5 航行型海中ロボット「アールワン・ロボット」による手石海丘観測<br />
3.6 新しい自律型海中ロボットで熱水地帯をくまなく探る<br />
3.7 New Scientific Riser Drilling Vessel<br />
3.8 Science Drill-ship "Chikyu" and Integrated Ocean Drilling Program-IODP<br />
3.9 Navigation of Autonomous Underwater Vehicle based on image recognition of Underwater Landmarks<br />
3.10 Navigation Algorithm for Autonomous Underwater Vehicle Considering Cruising Mission Using a Side<br />
Scanning SONAR in Disturbance<br />
3.11 Exploration of Underwater Crater "Teisi" Knoll by Autonomous Underwater Vehicle "R-One Robot<br />
第4章 海底計測技術<br />
4.1 熊野トラフにおける長期地殻変動観測技術の高度化<br />
4.2 特集「次の南海トラフ巨大地震に備えて」-まえがき-<br />
4.3 地震活動から見た三宅島2000年噴火時のマグマの移動<br />
4.4 海底地殻変動観測のための海底音響基準ネット技術の開発と展開<br />
第5章 マイクロ・バイオ技術<br />
5.1 タンパク質合成用ハイブリッドマイクロリアクタの開発<br />
5.2 生化学分野におけるマイクロマシン技術の可能性<br />
5.3 集積型マイクロリアクターによる生体外蛋白質合成<br />
5.4 マイクロリアクターにおける流体の制御<br />
5.5 Spatio-temporal Symmetry in Rings of Coupled Biological Oscillators of Physarum Plasmodial Slime<br />
Mold<br />
5.6 Microfabricated Polymer Chip for Capillary Gel Electrophoresis<br />
5.7 Construction of A Living Coupled Oscillator system of the Plasmodial Slime Mold by a Microfabricated<br />
Structure<br />
5.8 Design of a 2-D Optical Lens on a PDMS Micro-chip to Improve Fluorescence Spectroscopy using<br />
Integrated Optical Fibers<br />
5.9 Cell-free Protein Synthesis in PDMS-based Parallel Microreactors<br />
5.10 Separation and Collection of a Specified DNA Fragment by Chip-based CE System<br />
第6章 海洋構造物<br />
6.1 空気室付弾性浮体の不規則波中応答特性に関する実験的研究<br />
6.2 粘性流体中のライザー管の挙動推定に関する研究
6.3 空気室付浮体の流体力特性と弾性応答低減に関する研究<br />
6.4 圧力分布法を適用した空気室付弾性浮体の運動低減特性に関する研究<br />
6.5 Reduction Effects of Hydro-elastic Responses on a Very Large Floating<br />
Absorption Devices Using OWC System<br />
Structure With Wave Energy<br />
6.6 A study on behaviors of an underwater line structure in the viscous flow<br />
6.7 Effects of a Draft on Hydro-elastic Responses of a Pontoon Type Very Large Floating Structure<br />
第7章 海氷<br />
7.1 A Short Term Prediction of Ice Condition in the Arctic Ocean with Attention to the Northern Sea Route<br />
第8章 新聞や雑誌の記事
第1章 各研究室の概要<br />
1.1 浅川研究室<br />
1.1.1 研究内容<br />
自律型水中ロボットの応用技術に関する研究のほか、科学観測用光海底ケーブルネットワークの<br />
研究を開始した。<br />
海洋は地球の気象に大きな影響を与えていることが近年の研究で明らかになってきている。また、<br />
食料の供給源としても重要である。さらに、巨大地震の発生源は大陸プレートが重なり合う大洋下<br />
に存在する。このように海洋は人類にとって重要な分野であるが、熱い海水で覆われているため、<br />
その実体を総括的に計測することが容易でない。そこで、近年急速に発展してきた光海底ケーブル<br />
を使った新しい海洋観測用ケーブルネットワークを提案し、研究を開始した。提案しているネット<br />
ワークは、メッシュ状の新しい構造を持つもので、3次元のデータを実時間で長期に渡り取得でき<br />
るものである。具体的な研究テーマとしては、メッシュ状ケーブルネットワークに適用可能な給電<br />
技術、海中観測システムの構造と水中で着脱可能なコネクタ、海中における合成樹脂の長期信頼性<br />
の評価方法を中心に研究を進めている。<br />
自律型水中ロボットの応用技術に関する研究では、浦研究室、KDDI 研究所、海上技術安全研究所<br />
と共同で高速音響リンクの開発を行った。<br />
1.1.2 研究業績<br />
1.1.2.1 論文や投稿記事(*:後章参照)<br />
a) Journal 論文<br />
・ K. Asakawa, J. Kojima, Y. Kato, S. Matsumoto, N. Kato, T. Asai and T. Iso, “Design concept and<br />
experimental results of the autonomous Underwater Vehicle AQUA EXPLORER 2 for Inspection of<br />
Underwater Cables", Advanced Robotics, No.1, Vo. 16, pp27, 2002*<br />
b) 解説<br />
・海底ケーブルの建設保守と水中ロボット、浅川賢一、生産研究、第53巻、第9・10号、pp.54-<br />
59, 2001<br />
・深海を探る自律型水中ロボット-その役割と現状-、浅川賢一、小島淳一、情報処理、Vol.42, No.5,<br />
pp.491-497, 2001.5*<br />
c) 査読のない Proceedings<br />
・ Development of New AUV ‘AQUA EXPLORER 2000’ and Its Cable Tracking Sensor, Junichi Kojima,<br />
Teruyuki Asai, Yuichi Shirasaki and Kenichi Asakawa, International Symposium on Unmanned Untethered<br />
Submersible Technology (UUST), CDROM, August 2001
・ Long-Haul Submarine DWDM System using 10Gbit/s Technology, Koji Goto, Etsuo Nazuka, Kenichi<br />
Asakawa, Noboru Edagawa, Masashi Usami and Masatoshi Suzuki, SubOptic 2001, pp.257-260, May 2001<br />
・ Innovation of undersea Optical Fiber Cables – Present and Future, Hidenori Taga, Kiyofumi Fujino, Koji<br />
Goto and Kenichi Asakawa, SubOptic 2001, pp.345-348, May 2001<br />
・ OSW-IV Repeater for DWDM Submarine Cable System, Yoko Kurosawa, Toshio Kawazawa, Kazunori<br />
Sato, Toshiaki Tanimoto, Miyuki Syuji, Koji Goto, and Kenichi Asakawa, SubOptic 2001, pp.361-364, May<br />
2001<br />
・ 8 Fiber-pair Submarine Repeater, Terumichi Asakawa, Toshiaki Tanimoto, Mitsuhiro Okumura, Masatoshi<br />
Kato, Tadayoshi Kitayama, Kzaunori Sato, Kahei Furusawa and Kenichi Asakawa, SubOptic 2001, pp.458-<br />
461, May 2001<br />
・無索式水中ロボット用高速音響データ伝送システムの開発、小島淳一、浦環、安藤裕友、浅川賢<br />
一、第16回海洋工学シンポジウム、 pp283-288、2001.7<br />
1.1.2.2 特許のタイトル<br />
・海底ケーブル給電システム、村松、川口、浅川、特願 54306993、2001、2月<br />
1.1.3 学会等の活動<br />
1.1.3.1 特筆すべき学会等の活動<br />
・地球観測海底ケーブルネットワーク検討委員会、事務局<br />
・ IEEE Oceanic Engineering Society Japan Chapter, Vice Chair<br />
・平成13年度海洋科学技術センター委託調査「大深度重作業技術に関する調査」委員<br />
・日本造船学会 海洋工学委員会・海中システム部会委員<br />
1.1.4 研究室の編成<br />
1.1.4.1 研究室所属者氏名と肩書き(他大学の指導を含む)<br />
浅川 賢一 教授
1.2 浅田研究室<br />
1.2.1 研究内容<br />
本研究室では、海上保安庁と共同して調査、開発、及び研究を行っており、3 つの研究を柱として<br />
いる。<br />
まず、海底での長期地殻変動観測を実現するため、熊野トラフ、三宅西方、釜石から房総沖の海底<br />
に、最新の海底音響基準局システムを開発・設置し、これにより超長距離キネマティック GPS 技術<br />
とリンクした高精度の音響測地手法を開発する研究を行った。次に、時間的に変動する海底の地殻<br />
変動(地形変動)をマッピングする為に、合成開口手法で実際に海底地形を高分解能計測できるこ<br />
とを実証した。最後に浅海域から深海底までの海底地形を高度に計測・解析する手法を検討し、視<br />
覚的にも優れたソフトウェアの開発を行った。<br />
1.2.2 研究業績<br />
1.2.2.1 論文や投稿記事(*:後章参照)<br />
a)Journal 論文<br />
・浅田 昭, 矢吹 哲一朗:“熊野トラフにおける長期地殻変動観測技術の高度化”, 地学雑誌,<br />
529-543, Vol. 10, No. 4(976), 2001*<br />
・安藤雅孝, 浅田 昭, 池田隆司, 石川有三, 金田義行, 村上 亮,:“特集「次の南海トラフ巨大地<br />
震に備えて」-まえがき-”, 地学雑誌, Vol. 10, 467-470, 2001*<br />
・酒井慎一, 山田知朗, 井出 哲, 望月将志, 塩原 肇, 卜部 卓, 平田 直, 篠原雅尚, 金沢敏彦, 西<br />
沢あずさ, 藤江 剛, 三ヶ田均:“地震活動から見た三宅島 2000 年噴火時のマグマの移動”,地学<br />
雑誌, 110, 145-155, 2001*<br />
b)解説<br />
・浅田 昭, 矢吹 哲一朗:“海底地殻変動観測のための海底音響基準ネット技術の開発と展開”,<br />
超音波 TECHNO, p23-26, Vol. 13, 2001.5*<br />
c)査読のない論文<br />
・ Nagata, Y., T. Suzuki, and A. Asada:“Animation display of ocean bottom topography near Japan”,<br />
Proceeding of World Multiconference on Systemics, Cybernetics and Informatics, Vol.XVI, 23-26 (Both in<br />
printed form and in CD-ROM)., 2001<br />
・鈴木亨・浅田昭・長井俊夫, :“最新コンピューターグラフィックスで見る日本近海のパノラマ海<br />
底地形”, 日本国際地図学会, 2001<br />
・浅田 昭, 矢吹哲一朗:“センチメートル精度の海底測地と熊野トラフの海底地殻変動モニタリン<br />
グ”,海洋音響学会 2001 年度研究発表会講演論文集, 東工大,2001 年 5 月 29~30 日,2001.5<br />
・矢吹哲一朗, 冨山新一, 佐藤まりこ, 浅田 昭:“GPS/音響測距手法を用いた三宅島西方での海底<br />
地殻変動観測”,海洋音響学会 2001 年度研究発表会講演論文集, 東工大, 2001.5
・矢吹哲一朗, 浅田 昭, O.S. Colomb:“The Long Distance Kinematic GPS Positioning for the Observation<br />
of sea Bottom Crustal Movwments”,地球惑星科学関連学会 2001 年合同大会論文集, 国立オリンピッ<br />
ク記念青少年総合センター, 2001.6<br />
・浅田 昭, 矢吹哲一朗:“海底の高精度位置計測”,地球惑星科学関連学会 2001 年合同大会論文<br />
集, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 2001.6<br />
・ Nagata, Y., T. Suzuki, and A. Asada:“Animation display of ocean bottom topography near Japan”, 5th<br />
World Multiconference on Systemics, Cybernetics, and Informatics and 7th International Conference on<br />
Information Systems Analysis and Synthesis. (in Orland, USA),2001. 7<br />
・ T. Suzuki, A. Asada, S. Oguma, and Y. Nagata:“Activities of Marine Information Research Center 1:<br />
Three-dimensional Panoramic Animations for Bottom Topography near Japan”, Resional and national data<br />
centers, TCODE Electronic Poster Session (S12), PICES 10th Meeting (Victoria, Canada), 2001. 10<br />
・鈴木亨・浅田昭・永田豊:“高度水深データを用いてパノラマ画像化した日本周辺の海底地形”, 2001<br />
年度海洋調査技術学会,2001. 11<br />
・ Akira Asada:“Complete compensation for motion and effectivebeam-axis errors in shallow water multibeam<br />
surveying”,30th United States-Japan Joint Meeting UJNR Sea-Bottom Surveys Panel Conference Hall,<br />
7th Floor, Hydrographic Department, Japan Coast Guard Tsukiji, Chuo-Ku, TokyoDecember 4-6, 2001.12<br />
・望月将志, B. Brandsdottir, 塩原 肇, G. Gudmundsson, R. Stefansson, 島村英紀:“レイキャネス海嶺<br />
での定常的微小地震活動”,地球惑星科学関連学会 2001 年合同大会講演集, 国立オリンピック記念<br />
青少年総合センター, 2001.6<br />
・篠原雅尚, 金沢敏彦, 望月将志, 荒木英一郎, 三ヶ田均, 末広 潔, 平田賢治, 山田知朗, 海宝由<br />
佳:“海半球ネットワーク海底孔内地震観測点 WP-1 及び WP-2”,地球惑星科学関連学会 2001 年<br />
合同大会講演集, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 2001.6<br />
・荒木英一郎, 金沢敏彦, 望月将志, 篠原雅尚, 塩原 肇, 末広 潔:“新刊掘削孔中の長周期ノイズ<br />
について”,地球惑星科学関連学会 2001 年合同大会講演集, 国立オリンピック記念青少年総合セン<br />
ター, 2001.6<br />
・金沢敏彦, 望月将志, 塩原 肇:“Broadband Seismometer for a Long-term Observation on the sea Floor”<br />
地球惑星科学関連学会 2001 年合同大会講演集, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 2001.6<br />
・塩原 肇, 篠原雅尚, 金沢敏彦, 望月将志, 荒木英一郎, 末広 潔:“海域での広帯域地震観測”地<br />
球惑星科学関連学会 2001 年合同大会講演集, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 2001.6<br />
・酒井慎一, 山田知朗, 井出 哲, 望月将志, 塩原 肇, 卜部 卓, 平田 直, 篠原雅尚, 金沢敏彦, 西<br />
沢あずさ, 藤江 剛, 三ヶ田均:“地震活動から見たマグマの移動”,地球惑星科学関連学会 2001<br />
年合同大会講演集, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 2001.6<br />
・佐藤まり子, 片山真人, 仙石新, 浅田昭, 望月将志, 小山薫, 笹原昇, 河合晃司, 矢吹哲一朗:“三<br />
宅島西方での海底地殻変動観測の現状”,日本火山学会 2001 年度秋季大会講演集, 鹿児島, 2001.10<br />
・望月将志, 佐藤まりこ, 矢吹哲一朗, 吉田善吾, 浅田 昭:“三宅島西方沖海域での海底地殻変動<br />
観測 2001 年 1 月~4 月”日本地震学会 2001 年度秋季大会講演集, 鹿児島, 2001.10<br />
・塩原 肇, 望月将志, 篠原雅尚, 金澤敏彦, 米島慎二, 望月公廣, 杉岡裕子, 小平秀一, 日野亮太:<br />
“長期広帯域海底地震観測による深部構造イメージング -フィリピン海横断側線と北西太平洋<br />
WP-2 観測点--”,日本地震学会 2001 年度秋季大会講演集, 鹿児島, 2001.10
・荒木英一郎, 末広 潔, 三ヶ田均, 海宝由佳, 平田賢治, 金沢敏彦, 篠原雅尚, 塩原 肇, 中東和夫,<br />
望月将志:“北西太平洋海底孔内地震観測所から得られた記録について”,日本地震学会 2001 年<br />
度秋季大会, 鹿児島, 2001.10<br />
・ Kanazawa, T., M. Shinohara, E. Araki, H. Shiobara, Y. Kaiho, M. Mochizuki, K. Nakahigashi, K. Hirata, H.<br />
Mikada, K. Suyehiro, and Y. Fukao:“Performance of the Seafloor Borehole Broadband Seismic Observatory<br />
WP-2 in the Northwestern Pacific Basin”,EOS Trans. AGU, Fall Meet. Suppl., 82, F823, 2001.12<br />
・ Mochizuki, M., M. Sato, T. Yabuki, Z. Yoshida, and A. Asada:“Seafloor Geodetic Observations West off<br />
Miyake-jima Island During January to April, 2001”,EOS Trans. AGU, Fall Meet. Suppl., 82, F274, 2001.12<br />
・ Shiobara, H., S. Yoneshima, K. Mochizuki, M. Mochizuki, S. Kodaira, R. Hino, M. Shinohara, T. Kanazawa,<br />
and Y. Fukao:“Imaging of the Deep Structure by Long Term Broad Band OBSs – Trans-PHS Profile and<br />
NW Pacific WP-2 site –”, EOS Trans. AGU, Fall Meet. Suppl., 82, F938, 2001.12<br />
・吉田善吾, 森 宏和, 原田修一, 望月将志, 浅田 昭:“Seabat8125 マルチビーム音響測深の精度<br />
評価試験”,海洋調査技術学会第 13 回研究成果発表会,海上保安庁水路部, 2001.11<br />
d)その他<br />
・浅田 昭:“マルチビーム音響測深機に合成開口手法を適用し海底地形を高分解能で計測する研<br />
究”,「合成開口ソーナー」海洋音響学会合成開口ソーナー部会, p180-184, 2001<br />
1.2.2.2 新聞や雑誌の記事(*:後章参照)<br />
2001/05/23 読売新聞 海底の地殻変動つかめ*<br />
2001/05 測量(日本測量協会) GPS と音波による海底地殻変動観測システム*<br />
2001/08/07 日本海事新聞 パノラマ海底地形-日本の海底地形3D 画像で再現*<br />
2002/02/01 科学新聞 発生機構解明へ向け研究推進*<br />
1.2.3 学会等の活動<br />
1.2.3.1 国際国内シンポジウム等のセッションのオーガナイズあるいはチェア<br />
・座長、海洋音響学会、✥✣✣✤ 年度研究発表会、東京、✥✣✣✤ 年 5 月<br />
・オーガナイズ、座長、海洋調査技術学会第13回研究成果発表会特別セッション、海上保安庁水<br />
路部、✥✣✣✤ 年 ✤✤ 月<br />
・座長、文部科学省振興調整費シンポジウム2001年、✥✣✣✤ 年 ✥ 月 ✤✦ 日<br />
1.2.3.2 招待講演(招待側組織名、講演題目、日時)<br />
・海底底 のの高精 度度 位位置置 計計測測:浅田 昭, 矢吹哲一朗,地球惑星科学関連学会 2001 年合同大会,国立オ<br />
リンピック記念青少年総合センター, 2001 年 6 月 4~8 日
・ The Long Distance Kinematic GPS Positioning for the Observation of sea Bottom Crustal<br />
Movwments:矢吹哲一朗, 浅田 昭, O.S. Colomb,地球惑星科学関連学会 2001 年合同大会,国立オ<br />
リンピック記念青少年総合センター, 2001 年 6 月 4~8 日<br />
・海海底基準点ネットワ ーークの構築築と海底地殻変動観観測:浅田 昭,日本造船学会第 28 回海中シ<br />
ステム部会、2001 年 8 月 28 日<br />
・開口合成ソナーの現 状状と海底調査:浅田 昭,海洋音響学会海洋環境と音響技術部会,東京水産<br />
大学, 2001 年 11 月 28 日<br />
・海底の音響基準点の長期観測により海底の動きを計測する:浅田 昭,第 5 回海洋調査勉強<br />
会,2001 年 12 月 18 日<br />
・海底 における長期 地殻活動観測 手法の研究開 発:浅田 昭、✔ 文部科学省振興調整費シンポジ<br />
ウム2001年、✥✣✣✤ 年 ✥ 月 ✤✦ 日<br />
・海上保安庁水路部のの海底地殻変動観測-観測の 技技術的課課題とその対応-:浅田 昭、地震予知<br />
連絡会、✥✣✣✤ 年 ✥ 月 ✤✫ 日<br />
・海底底 測測位技術の最近 のの進歩:超精密海底探査(SMAPS)に関するワークショップ、✥✣✣✤ 年<br />
✥月✥✤日<br />
1.2.3.3 特筆すべき学会等の活動<br />
・海洋音響学会理事、評議委員<br />
・海洋音響学会合成開口ソナー部会員<br />
・海洋音響学会「海洋環境と音響技術-21 世紀の海洋音響学会がめざすもの-」部会員<br />
・海洋音響学会企画運営委員<br />
・海洋音響学会表彰委員<br />
・海洋調査技術学会企画委員<br />
・海上保安庁水路部非常勤研究官<br />
・UJNR海底調査専門部会技術顧問<br />
1.2.4 研究室の編成<br />
1.2.4.1 研究室所属者氏名と肩書き<br />
浅田 昭 教授<br />
望月 将志 助手<br />
吉田 善吾 技術官<br />
1.2.5 その他特筆すべき事項(*:後章参照)<br />
海底測地技術の開発研究<br />
海底での長期地殻変動観測を実現するため、海上保安庁との共同観測研究プロジェク<br />
トとして、熊野トラフ、三宅西方、釜石から房総沖の海底に、各システム3~4局で
構成される最新の海底音響基準局システムを開発・設置し、超長距離キネマティック<br />
GPS 技術とリンクした高精度の音響測地手法を開発する研究を行っている。当研究室<br />
との間で共同開発した精密音響測距用のミラートランスポンダは、海上保安庁水路部<br />
の海底基準局としてわが国で始めて海底に設置・観測され、地震防災計画の一環とし<br />
て既に 11 システムで 42 台が運用され地震発生のメカニズム解明のために海底地殻変動<br />
の観測を行なっている。その運用規模は悠に世界一に達し新技術観測としてその成果<br />
が期待されている。この解析においても当研究室の技術開発、解析研究に果たす役割<br />
は大きく貢献している。<br />
「パノノラマ海底地形」―コンピュュータグラフィックスで見る日本の海―(CD-ROM) *<br />
高精度の水深データを最新の技術で3D グラフィック化して、日本近海 46 点から展望するパノラ<br />
マアニメーションと 16 海域を歩く感覚で見るウォークスルームービーを (財)日本水路協会海洋情報<br />
センター(MIRC)が開発した。この開発に際して、本所<strong>海中工学研究センター</strong>の浅田 昭 教授が技<br />
術指導として全面協力した。この製品は、CD-ROM1 枚に前述の機能を盛り込んでおり、Web ブラ<br />
ウザで簡単に表示・再生が可能である。加えて、海域毎の詳細な解説文がつけてあるので、海洋に<br />
関して多くの方々に興味を抱いてもらえる製品となっている。期待する利用方法としては、海洋底<br />
地球物理学研究者、津波高潮研究者、海洋物理学研究者の研究用資料が見込まれる。また、中学校・<br />
高等学校の地理地学の補助教材、あるいは図書館、博物館の教育教材としての活用も大いに期待し<br />
ている。
1.3 浦研究室<br />
1.3.1 研究内容<br />
浦研究室の研究の中心となる柱は 2 本あり、そのひとつは自律型海中ロボット研究開発を中心と<br />
する研究である。<br />
自律型海中ロボットの研究の主なトピックスとしては、<br />
1)4000m 級の航行型 AUV を研究開発する「R-Two Project」を開始し、5 年の研究開発の計画、ロ<br />
ボットの基本設計などを定めた。これには、<strong>海中工学研究センター</strong>の浅田研および藤井研も参加<br />
する。なお、新プロジェクトの開始に伴い、1990 年に開始した R-One Project は終了した。<br />
2)Tri-Dog 1 の高度な知的行動の一つとして、パイル周囲を自動的に旋回できる機能を開発した。<br />
3)Tri-Dog 1 にマニピュレーション機能を追加した。<br />
4)Twin-Burger 2 のコンピュータを換装し、機能を向上させた。<br />
5)多くの国際会議、Workshop、および展示会に参加して研究成果の公表につとめた。<br />
6)海上技術安全研究所が主催する IT-Mega プロジェクトに参加した。<br />
7)通称「ナホトカ・ロボット」のハードウェアの主要構造体を製作し、その概要を明らかにした。<br />
いまひとつの柱は、ばら積み貨物の安全輸送、海事の安全および船舶の LCA 研究など船舶の海洋<br />
環境に係わる研究である。<br />
ばら積み貨物の安全輸送の研究に関しては、南アフリカおよびザンビアの銅鉱山を視察し、精鉱<br />
の製造プロセス等の調査をおこなった。<br />
海事の安全の研究に関しては、BRM(Bridge Resource Management)の重要性を多面的に調査し、<br />
これを IMO に報告するためにまとめることができた。<br />
1.3.2 研究業績<br />
1.3.2.1 論文や投稿記事(*:後章参照)<br />
a)Journal 論文<br />
・近藤逸人・浦環・能勢義昭: "Development of an Autonomous Underwater Vehicle " Tri-Dog" Toward<br />
Practical Use in Shallow Water", Journal of Robotics and Mechatronics, Vol 13, No. 2,pp.205-211, 2001.4*<br />
・黒田洋司・小松雅和・熊谷道夫・浦環:"湖面環境計測用ソーラーロボット艇の設計と開発", 設計<br />
工学, Vol.36, No. 7, pp. 317-322, 20017*<br />
b)解説<br />
・熊谷道夫・浦環・榊原孝志・佐々木学: "湖水観測水中ロボット「淡探」の開発-自律型水中ロボ<br />
ット(AUV)の仕様と運用成果報告-", 建設の機械化(日本建設機械化協会), No. 614,pp.33-39, 2001.4*<br />
・浦環: "自律型海中ロボットによるザトウクジラの認識と追跡", 舶用工業, No. 209,PP. 18-21, 2001.7*<br />
・浦環・小原敬史: "航行型海中ロボット「アールワン・ロボット」の閉鎖式ディーゼル機関", Marine<br />
Engineering (マリンエンジニアリング), Vol. 36, No. 8,pp.626-630, 2001.8*
・熊谷道夫・浦環・榊原孝志:" ダム貯水池調査水中ロボットの研究開発",ダム技術, No. 186, pp.33-41,<br />
2002.3*<br />
c)Proceedings<br />
・川野洋・浦環: "教示と強化学習による自律型海中ロボットの潮流中における運動制御アルゴリズ<br />
ムの獲得", Proc. The 15th Annual Conference of Japanese Society for Artificial Intelligence 2001,CD-Rom<br />
論文集, 2001.4*<br />
・浦環: "Exploration of Teisi Knoll by Autonomous Underwater Vehicle "R-one Robot", Proc. Workshop on<br />
Underwater Robotic Technologies 2001 IEEE International Conf. on Robotics and Automation, Soul, pp.42-<br />
53, 2001.5<br />
・浦環: "Research and Development of Autonomous Underwater Vehicles", Proc. 5'th International<br />
ISME2001 Conference, Rasht, Iran,pp.609-615, 2001.5*<br />
・ Hassan Sayyaadi ・浦環・藤井輝夫: "Artificial Neural Network based controller for Positioning of multi<br />
Input Multi Output Autonomous Underwater Vehicle", Proc. 5'th International ISME2001 Conference, Rasht,<br />
Iran,pp.713-720, 2001.5*<br />
・川野洋・浦環: "教示と強化学習による自律型海中ロボットの運動制御アルゴリズムの獲得", Proc.<br />
Robomec 2001, 高松, CD-Rom 論文集, 2001.6<br />
・石井和男・渡辺啓介・浦環: "自律型海中ロボットを用いた珊瑚礁生態観測システムの開発(第1<br />
報:観測システムのコンセプト及び海中ロボットのシステム)", 日本機械学会ロボティクス・メカ<br />
トロニクス講演会'01 講演論文集, CD-ROM 講演集,1A1-L5, 2001.6*<br />
・柳善鉄・浦環・藤井輝夫:"水中ロボットの航行を支援する水中ランドマークの開発", Proc. Robomec<br />
2001, 高松, CD-Rom 論文集,1A1-L2, 2001.6*<br />
・浦環・小原敬史: "航行型海中ロボット「アールワン・ロボット」による手石海丘観測", 第 16 回海<br />
洋工学シンポジウム講演集, pp. 105-109, 2001.7*<br />
・小島淳一・浦環・安藤裕友・浅川賢一: "無索式水中ロボット用高速音響データ伝送システムの開<br />
発", 第 16 回海洋工学シンポジウム講演集, pp.283-288, 2001.7<br />
・ Hassan Sayyaadi ・浦環: Auvs' Dynamics Modeling, Position Control, and Path Planning using Neural<br />
Networks," Proc. CAMS2001, Glasgow, Scotland,U.K.,CD-Rom 論文集, 2001.7*<br />
・ B.A.A.P.Balasuriya ・浦環: "A Sensor Fusion Scheme for Autonomous Underwater Vehicle Localization in<br />
Cable Following", Proc. CAMS2001, Glasgow, Scotland,U.K.,CD-Rom 論文集, 2001.7*<br />
・川野洋・浦環: ”Acquisition of Dynamics Control Algorithm of Autonomous Underwater Vehicle by<br />
Reinforcement Learning and Teaching Method Considering Thruster Failure", Proc. UUST'01, Durham, New<br />
Hampshire,U.S.A.,CD-Rom 論文集, 2001.8*<br />
・柳善鉄・浦環: "Navigation of Autonomous Underwater Vehicle based on image recognition of Underwater<br />
Landmarks", Proc. UUST'01, Durham, New Hampshire, U.S.A., CD-Rom 論文集, 2001.8*<br />
・浦環・川野洋・黒田洋司・坂巻隆: "複数海中ロボット用仮想海中環境シュミレータ MVS-3 の開発<br />
", 第 19 回日本ロボット学会学術講演会, 東京,CD-Rom 論文集, 2001.9*<br />
・柳善鉄・浦環: "自律水中ロボット用水中レーザー距離計測装置の開発", 第 19 回日本ロボット学会<br />
学術講演会, 東京, CD-Rom 論文集, 1N34, 2001.9
・浦環: "Exploration of Underwater Crater "Teisi"Knoll by Autonomous Underwater Vehicle "R-One Robot",<br />
Proc. IARP Workshop, Rio De Janeiro, Brazil, pp.99-107, 2001.10*<br />
・川野洋・浦環: "Dynamics Control Algorithm of Autonomous Underwater Vehicle by Reinforcement<br />
Learning and Teaching Method Considering Thruster Failure under Severe Disturbance", Proc. IROS'01,<br />
Hawaii,U.S.A., CD-Rom 論文集, 2001.10*<br />
・近藤逸人・柳善鉄・浦環: "Object Observation in Detail by the AUV " Tri-Dog" with Laser Pointers", Proc.<br />
OCEANS' 01, Hawaii,U.S.A.,Vol. 1, pp.390-396, 2001.11*<br />
・川野洋・浦環: "Navigation Algorithm for Autonomous Underwater Vehicle Considering Cruising Mission<br />
Using a Side Scanning SONAR in Disturbance", Proc. OCEANS' 01, Hawaii,U.S.A,Vol. 1, pp.403-408,<br />
2001.11*<br />
・柳善鉄・浦環・藤井輝夫・近藤逸人: "Navigation of Autonomous Underwater Vehicles based on Artificial<br />
Underwater Landmarks", Proc. OCEANS' 01, Hawaii,U.S.A., Vol. 1, pp.409-416, 2001.11<br />
・金岡秀・須藤拓・浦環・小原敬史: "Route Keeping Control of AUV under Current by using Dynamics<br />
Model via CFD Analysis", Proc. OCEANS' 01, Hawaii,U.S.A.,Vol. 1, pp.417-422, 2001.11*<br />
・浦環・小原敬史・高川真一・蒲生俊敬: "Exploration of Teisi Knoll by Autonomous Underwater Vehicle<br />
"R-one Robot", Proc. OCEANS' 01, Hawaii,U.S.A.,Vol. 1, pp.456-461, 2001.11<br />
・ B.A.A.P.Balasuriya・浦環:Optical and Navigational Sensor Fusion Scheme for Cable Following by AUVs",<br />
Proc. OCEANS' 01, Hawaii,U.S.A., Vol. 4, pp.2383-2388, 2001.11<br />
・浦環: Construction and Operation of Three Autonomous Underwater Vehicles for Lake Survey, Proc. RMEL,<br />
Kunming, China, p. 78, 2001.11<br />
・浦環・岩上寛・浅川賢一・藤井輝夫・能勢義昭・小島淳一・白崎勇一・浅田輝之・内田詮三・東<br />
直人・福地鐵雄: "Humpback Whale Chasing by Autonomous Underwater Vehicle", Proc. 14th Biennial<br />
Conference on the Biology of Marine Mammals, Vancouver B.C., Canada, p.220, 2001.12<br />
・浦環: "海底や構造物の自律的なセンシング-困難な海中作業はロボットで-", 第 19 回建設用ロボ<br />
ットに関する技術講習会講演集, pp. 29-38, 2001.12<br />
・浦環: "新しい自律型海中ロボットで熱水地帯をくまなく探る",第 25 回海洋工学パネル講演集,<br />
pp.30-37,2002.2*<br />
d)研究速報<br />
・柳善鉄・浦環: "自律型水中ロボットの能動型レーザー距離計測システムの開発", 生産研究,Vol. 53,<br />
No. 9 ・ 10,pp. 528-531, 2001.10*<br />
e)その他<br />
・浦環・太田進・村山雅巳・田中正人・飛延孝男:"Review of the BC Code, Including Evaluation of Properties<br />
of Solid Bulk Cargoes", IMO, DSC6/5/3, 2001.4
1.3.2.2 受賞<br />
・川野洋・浦環:"教示と強化学習による自律型海中ロボットの潮流中における運動制御アルゴリズム<br />
の獲得", 2001 年度人工知能学会全国大会優秀論文賞、人工知能学会, (2001.05.30)<br />
・浦環:UJNR における国際貢献を認められ国際貢献賞を受賞, UJNR, (2001.11)<br />
1.3.2.3 新聞や雑誌の記事(*:後章参照)<br />
2001.04.01 サンデー毎日 4 月 1 日号 同誌選ぶ東大ユニーク研究室のひとつに挙げられる<br />
2001.04.23 読売新聞・夕刊 自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功*<br />
2001.04.24 日本経済新聞・朝刊 自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功*<br />
2001.04.24 日経産業新聞 自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功*<br />
2001.04.24 日刊工業新聞 自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功*<br />
2001.04.25 朝日新聞・夕刊 自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功*<br />
2001.05.09 朝日小学生新聞 自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功*<br />
2001.05.20 『ロボットのしくみ』(単行本・城井田勝仁著)序章「ロボットについて」で、危険<br />
なところで働くロボットとしてアールワン・ロボットが紹介される<br />
2001.06 New Technology Japan (雑誌)の Topics で”Robot System for Automatic Tracking of<br />
Whales”として自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功が紹介される<br />
2001.06.03 赤旗 自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功*<br />
2001.06.14 朝日新聞・朝刊(滋賀版)<br />
く含む水域確認*<br />
淡探で琵琶湖最深部調査。低温度で酸素を多<br />
2001.07 National Geographic World(雑誌)の World News で自律型ロボットで座間味でザトウ<br />
クジラ追跡に成功が紹介される<br />
2001.07.01 赤旗・日曜版 世界初座間味で海中ロボットを用いてクジラの追跡に成功*<br />
2001.10.02 Estade de San Paulo ・朝刊(ブラジル) 日本の教授〔浦環氏)がアールワン・ロボッ<br />
トについて国際学会で発表と紹介*<br />
2001.12.10 『年鑑日本の空間デザイン 2002』(単行本)のエキシビション部門に「21 世紀夢の技<br />
術展」の<strong>東京大学</strong>生産技術研究所ブース(企画 浦環、藤井輝夫)について記載<br />
2001.12.20 日本海事新聞 R2D4 プロジェクトスタート*<br />
2001.12.20 日経産業新聞 R2D4 プロジェクトスタート、海中ロボット使い熱水地帯観測*<br />
2001.12.20 日刊工業新聞 R2D4 プロジェクトスタート*<br />
2001.12.21 化学工業新聞 R2D4 プロジェクトスタート*<br />
2001.12.24 新潟日報 R2D4 R2D4 プロジェクトスタート、ロボットで熱水活動探査予定*<br />
2002.01 Illustrer Videnskab(雑誌・デンマーク) ”Undervandsrobot udspionerer hvaler”<br />
2002.01.01<br />
として自律型ロボットで座間味でザトウクジラ追跡に成功が紹介される*<br />
『知恵蔵 2002』(単行本)の「自律自航型海中ロボットの説明でアールワン・ロボッ<br />
ト、Tri-Dog などが紹介される<br />
2002.01.07 中部経済新聞 R2D4 R2D4 プロジェクトスタート、ロボットで熱水地帯探査へ
2002.01.08 読売新聞・夕刊 深海 4,000mまで潜れる R2D4 プロジェクトスタート*<br />
2002.01.08 山陽新聞 海底熱水地帯探査ロボット R2D4 プロジェクトスタート *<br />
2002.01.22 <strong>東京大学</strong>新聞 R2D4 プロジェクトスタート、知能ロボットで深海探査目指す*<br />
2002.02 P.M.(雑誌・ドイツ) ”Roboter spioniert das Leben der Wale aus”として自律型ロボ<br />
ットで座間味でザトウクジラ追跡に成功が紹介される*<br />
2002.02.21 毎日新聞・朝刊(神奈川版) 水中ロボットを使ってメ横須賀港ガフロート底面撮影<br />
で実験中として Tri-Dog が紹介される*<br />
1.3.2.4 テレビあるいはラジオでの報道<br />
2001.04.08 フジテレビの 17 時 30 分から 18 時のスーパーニュースで座間味に回遊する鯨を取り上<br />
げ、今年 3 月の海中ロボットによるクジラ追跡実験の様子を報道<br />
2001.04.14 テレビ東京(12 チャンネル)の番組「テクノ探偵団」(18:30~19:00)「水圧にうち<br />
勝つ秘密~深海潜水艇~」にて、浦研の大深度海底機械機能試験装置を用いた圧力の<br />
実験。また浦研が開発した水中ロボットの水中ビデオを放映<br />
2001.04.23 NHK ニュースにてクジラの鳴き声「追跡ロボット」を開発したと報道<br />
2001.04.23 TBS のニュースで上記内容について報道<br />
1.3.2.5 展示会等への出品<br />
・「「PW45」、「プテロア 150」」:展示会名称:サマーフェスティバル 2001「夢のタイムマシン-21<br />
世紀アトムの時代-」、広島市立交通科学館、2001.07.19~09.02<br />
・「トトライドドッグ1号」、「ツインバーガー 1 号」、「マンタタ・チェルシア」:ロボフェスタ<br />
神奈川 2001/RoboFesta Kanagawa 2001(横浜展)、ロボフェスタ神奈川 2001 実行委員会、2001.11.16<br />
~11.25<br />
1.3.2.6 共同研究協定<br />
a)共同研究協定:国内<br />
・(独)海上技術安全研究所 と「深海モニター用小型ロボットシステムの設計に関する研究」に<br />
関する共同研究協定を結ぶ(2001.04.01~2002.03.31)。<br />
・(独)海上技術安全研究所 と「メガフロート情報基地浮体周縁の生物環境計測手法の研究」に<br />
関する共同研究協定を結ぶ(2001.11.15~2002.03.31)。<br />
1.3.2.7 その他特筆すべき事項<br />
2001.07 IMO(国際海事機関)DSC 小委員会日本代表団委員としてロンドンでの国際会議に参加。<br />
2001.09 IMO(国際海事機関)傘下のもと開催された第 14 回危険物輸送に関する国際シンポジウ<br />
ムに参加。
1.3.3 学会等の活動<br />
1.3.3.1 国際国内シンポジウム等の主催<br />
・第 27 回海中海底工学フォーラム主催、東京(2001.04.16)<br />
・第 28 回海中海底工学フォーラム主催、東京(2001.10.15)<br />
・海中ロボット研究 3 大学ワークショップ(TruuRobo2001) 主催、東京(2001.10.16)<br />
1.3.3.2 国際国内シンポジウム等のセッションのオーガナイズあるいはチェア<br />
・ CAMS2001 国際会議におけるセッションチェアー、 Glasgow, Scotland,U.K.(2001.07)<br />
・世界湖沼会議におけるビデオセッションチェアー、大津(2001.11)<br />
1.3.3.3 招待講演<br />
・ AE2000 にに よよるる鯨鯨観観 測測調調査査報報 告告:国際海洋エンジニアリング(株)、三井造船(株)、自律走行<br />
水中ロボット”AE2000”完成発表会(2001.05.11)<br />
・いい かかにに しし てて 自自 律律型型 海海 中中 ロロ ボボッッ トト はは 働働 けけるる よよ うう にに なな っったた かか:<strong>東京大学</strong>生産技術研究所、平成 13<br />
年度顧問研究員懇談会(2001.06.07)<br />
・ Initiation of R-Two Project based on Observation by AUVs:IARP、International Workshop on<br />
Underwater Robotics for Sea Exploitation and Environmental Monitoring 2001 (2001.10.01-03)<br />
・ Exploration of Underwater Crater "Teisi Knoll" by Autonomous Underwater Vehicle "R-One<br />
Robot" :IARP、International Workshop on Underwater Robotics for Sea Exploitation and Environmental<br />
Monitoring 2001(2001.10.02)<br />
・自律 型型海中ロボットでク ジジラを追跡する:勇魚会(常磐大学コミュニティ振興学部中原研究室<br />
内、勇魚会シンポジウム「クジラと科学技術」(2001.10.13)<br />
・ Initiation of R-Two Project based on Observation Done by AUVs:IEEE/OES, MTS、OCEANS'01<br />
(2001.11.05-08)<br />
・ Exploration of Underwater Volcano by Autonomous Underwater Vehicle:UJNR(2001.11.05-08)<br />
・ Construction and Operation of Three Autonomous Underwater Vehicles for Lake Survey:Yunnan<br />
Provincial Environmental Protection Bureau, Department of Land and Resources of Yunnan Province,<br />
Department of Science and Technology of Yunnan Province, The Japanese Society of Limnology 、An<br />
International Workshop on the Restoration and Management of Eutrophicated Lake (2001.11.18-21)<br />
・ AUV で熱水海底を探る:日本海洋工学会、第 25 回海洋工学パネル(2002.02.01)<br />
・生産産技術研究所における AUV 技術のの開発について:世話人(平朝彦、徳山英一、末広潔、浅<br />
田昭)、超精密海底探査(SMAPS)に関するワークショップ(2002.02.21)<br />
・ AUV にに よよるる ササイイド ススキキャンソナナ ーー 画画像像 のの取取 得得 ななどど:海洋音響学会、「海洋環境と音響技術」<br />
部会(2002.02.22)
1.3.3.4 特筆すべき学会等の活動<br />
・高等海難審判庁参審員(1981.10~)<br />
・海中海底工学フォーラム幹事(1987.10~)<br />
・日本造船学会評議委員(1993.4~)<br />
・長崎総合科学大学評議員(1996.4~)<br />
・(社)日本航海学会評議員(1996.5~)<br />
・(社)日本造船学会海洋工学委員会運営委員(1998.7~)<br />
・海洋調査技術学会評議員(1999~)<br />
・国土交通省:海域利用技術開発懇談会委員(2002.03.01~2002.03.31 まで)<br />
・海上技術安全研究所:評議委員(継続)<br />
・(独)海上技術安全研究所:「天然資源の開発利用に関する日米会議(UJNR)海洋構造物専門部<br />
会(MFP)第 24 回日米合同部会組織委員(2001.04.01~2001.11.30)<br />
・(独)海上技術安全研究所:「船舶への LCA の適用研究委員会」委員(2001.11~)<br />
・(社)日本造船研究協会:「第 49 基準研究部会」委員(継続)<br />
・(社)日本造船研究協会:「第 79 基準研究部会」委員(継続)<br />
・(社)日本深海技術協会:「大深度重作業技術に関する調査」委員会委員長(継続)<br />
・(社)日本海事検定協会:「IMO対応委員会及び同部会」委員長(継続)<br />
・(社)日本海事検定協会:「海上貨物運送調査会」会長(継続)<br />
・日本学術振興会:「特別研究員等審査会」専門委員(1999.06.01~2001.05.31)<br />
・ JAS (Journal of Advanced Science ):編集委員 (2001.04.01~2003.03.31)<br />
1.3.4 研究室の編成<br />
1.3.4.1 研究室所属者氏名と肩書き<br />
浦 環 教授<br />
能勢 義昭 助手<br />
坂巻 隆 技術官<br />
杉松 治美 学術研究支援員<br />
川口 勝義 研究員<br />
黒田 洋司 研究員<br />
石井 和男 研究員<br />
Sayyaadi Hassan(サイヤディ・ハサン) 博士研究員(2001 年 03.31~07.31)<br />
太田 進 協力研究員<br />
小原 敬史 民間等研究員<br />
近藤 逸人 <strong>東京大学</strong>工学系大学院博士課程 3 年<br />
川野 洋 <strong>東京大学</strong>工学系大学院博士課程 3 年<br />
金 岡秀 <strong>東京大学</strong>工学系大学院博士課程 2 年<br />
加藤 陽一 <strong>東京大学</strong>工学系大学院博士課程 2 年
柳 善鉄 <strong>東京大学</strong>工学系大学院博士課程 2 年<br />
板井 伸幸 <strong>東京大学</strong>工学系大学院修士課程 2 年<br />
今井 拓水 <strong>東京大学</strong>工学系大学院修士課程 2 年<br />
野瀬 浩一 <strong>東京大学</strong>工学系大学院修士課程 2 年<br />
欒 剣 <strong>東京大学</strong>工学系大学院修士課程 1 年<br />
川崎 俊嗣 <strong>東京大学</strong>生産技術研究所研究実習生<br />
1.3.4.2 特殊な施設名とその仕様<br />
大深度度海底機械機能試験装置<br />
深海底の高圧力環境下で、油浸機械などの装置類、耐圧殻、通信ケーブルなどがどのように挙動す<br />
るか、あるいは試作された機器類が十分な機能を発揮しうるかを試験・研究する装置。内径525<br />
mm内のり高さ1200mmの大型筒と内径300mm内のり高さ1000mmの小型筒よりなり、<br />
大洋底最深部の水圧に相当する1200気圧に加圧することができ、計測用の貫通コネクタが蓋に<br />
取りつけられている。試験圧力はシーケンシャルにプレプログラミングでき、繰り返しを含む任意<br />
の圧力・時間設定ができる。大型筒には耐圧容器に格納されたTVカメラを装着でき、高圧環境下<br />
での試験体の挙動を視覚的に観測でき、圧力、温度、時間データも画像に記録できる。また、外部<br />
と光ファイバーケーブルでデータの受け渡しが可能である。六本木キャンパスにあった施設を拡充<br />
した。<br />
水水中中ロロボボッット試験水槽<br />
水中ロボットの研究開発には3次元運動制御ができる水槽が欠かせない。本水槽は、水中ロボット<br />
の研究・開発ならびに超音波を利用した制御、センシング、データ伝送等のためにD棟1階に設置<br />
された水中試験環境設備である。縦7m横7m深さ 8.7mの箱形で、壁面からの超音波の反射レベル<br />
を小さくするために側壁4面には吸音材およびゴム材、底面には海底の反射特性に相当するゴム材<br />
が装着してある。地下の大空間側には800mmφの観測窓が2箇所設けてあり、水中のロボットの<br />
挙動を観察できる。さらに、ロボットの空間位置を水槽側とロボット双方で検出するために、水槽<br />
内上下4隅に計8個のトランスジューサを配置したLBL測位システムを設置している。付帯設備<br />
としては、地下大空間内のロボット整備場から専用テルハが引き込まれ着水・揚収に供している。<br />
また、自動循環浄化装置で常に透明度の高い水質を維持できる。<br />
アアーールルワワンン・ロボット (R-one Robot)<br />
1990 年から研究開発を進めてきた閉鎖式ディーゼルエンジンからの出力を動力源とする長距離航行<br />
型の大型自律海中ロボット。約 100km の連続潜航が可能であり、1998 年 6 月には連続 12 時間を超<br />
える潜航に成功し、さらに 2000 年 10 月、静岡県伊東沖の海底火山「手石海丘」火口のロボットに<br />
よる全自動撮影に成功している。<br />
R2D4 (R2D4 Robot))<br />
アールワン・ロボット等の成功を受けて、本年度より 5 年間の計画で日本学術振興会の学術創成研
究「深海知能ロボットの開発研究」プロジェクトが開始。プロジェクトの目的は、高度に知能化さ<br />
れた信頼性の高いロボットを研究開発し、次いで、これを熱水地帯の連続観測に利用して、熱水地<br />
帯で起こっている現象を観測し、新しい観測システムを構築することにある。具体的には、大型母<br />
船を必要とせず、特定の技術者でなく観測する科学者自身が簡単に展開できるような、深海で行動<br />
することのできる自律型海中ロボットと呼ばれる知能ロボットを開発し、これを用いてマリアナ海<br />
域などの熱帯地帯に展開して観測をおこない、熱水地帯で起こっている現象を観測する新たな観測<br />
システムを構築しようとするものである。すなわち、工学と理学の融合した新しい知能海中調査学<br />
を創生することを旨とする。研究初年度である本年は、水深 4,000m 級での理学的観測を視座に入れ<br />
た知能ロボットの基礎研究と基本研究および基本計画と基本設計をおこなった。<br />
ツインンバーガー2号 (Twin - Burger 2)<br />
自律型水中ロボットは海洋や湖沼等の環境調査プラットフォームとして活躍することが期待される<br />
が、過酷な環境下で行動するロボットの開発には現場での実験に基づく研究開発が必須である。こ<br />
のため、実用機と同レベルの機能を持つ小型テストベッドとして、1992 年にツインバーガー 1 号を<br />
建造し 1994 年にはより実用性の高いツインバーガー 2 号を建造。1996 年に琵琶湖で水質監視の実験<br />
を行なうなど実用化へ向けて開発研究を進め、この流れはトライドッグ 1 号および琵琶湖専用水中<br />
ロボット「淡探」等の湖水ロボット開発へと展開した。また 2001 年にはツインバーガー 2 号をより<br />
操作しやすいものにするため、ハードおよびソフトウェアにわたり全面的な改造をおこなった。こ<br />
の改造により、ツインバーガー 2 号のテストベッドロボットとしての機能は格段に向上し、利用者<br />
は簡単に操作できるようになった。今後は、最終的な微調整をおこなった上で、この改造ツインバ<br />
ーガー 2 号を用いて、多くの試験研究をおこない、海中の様々な条件に対応できるミッション構築<br />
をおこなっていく予定である。<br />
トライドッグ1号 (Tri-Dog 1)<br />
上述したツインバーガー2号の後継機として、さらなる実用化を目指して開発研究し、1999 年 11 月<br />
に完成した小型の自律型水中ロボット。高度なインテリジェンスを持たせる研究をおこなえるよう<br />
に、3 台のコンピュータを搭載して十分な計算能力を備え、実験の効率を高めるために、無線 LAN<br />
によりソフトウェアの変更を容易におこなえる。日本最大の湖、琵琶湖の最深部まで到達可能とす<br />
る耐圧性能や実用機と同等のセンサを搭載するなど、実海域にまで展開できる頑強性を持ち合わせ<br />
ている。<br />
MVS-3 ((Multi-Vehicle Simulator -3)<br />
自律型海中ロボットの高度な知能アルゴリズム開発には、シミュレーションによる動作試験が不可<br />
欠である。1993 年より、そのようなシミュレーションを可能とする仮想海中環境シミュレータ MVS<br />
の開発を行ってきた。現在、その第 3 バージョンである MVS3 が稼動中である。MVS3 は、複数の<br />
海中ロボットの実時間での同時シミュレーションを可能とし、海中ロボットの運動のシミュレート<br />
においては実海域の潮流の影響が考慮されている。また、MVS3 は、海中ロボットの知的制御に必<br />
要な外部環境のセンシング機能を再現可能である。MVS3 は実ロボットと接続可能であり、実ロボ<br />
ット用の制御アルゴリズムの試験を行うことが可能である。MVS3 の運用に必要とされるコンピュ
ータは一台の IBM PC/AT 互換機のみである。MVS3 のユーザは、シミュレーションを行う仮想世界<br />
における海底地形やロボットなどの定義を簡単に行うことが可能である。
1.4 高川研究室<br />
1.4.1 研究内容<br />
平成 12 年度来、地球深部探査船建造のための詳細設計を実施しているが、本年度はこの船の建造<br />
にも着手し、平成 13 年 4 月 25 日に起工式を行い、その後順次ブロック建造を進め、8 月に最初のブ<br />
ロックを船台に搭載した。また 7 月には船名の一般公募の結果から「ちきゅう」とすることが決定<br />
された。そして着々と建造を進め、平成 14 年 1 月 18 日には紀宮清子殿下のご臨席の下で、命名・<br />
進水式を成功裏に執り行った。現在本船は艤装工事中であり、平成 15 年には掘削関連装置が搭載さ<br />
れ、平成 16 年には完工する予定となっている。<br />
船体部分はほぼ完成の域に来ているが、これからは主として掘削関連機器の詳細設計が大きな課<br />
題となってきており、現在詳細設計を着々と進めているところである。<br />
1.4.2 研究業績<br />
1.4.2.1 論文や投稿記事(*:後章参照)<br />
a)査読のない Proceedings<br />
・矢野 裕亮,高川 真一:"New Scientific Riser Drilling Vessel", Marine Technology Society Journal,<br />
Vol. 35, No. 3, pp64-70, 2001.9*<br />
・高川 真一: "Science Drillship "Chikyu" and Integrated Ocean Drilling Program-IODP", Proc. of the 3rd<br />
International Symposium on Ocean Surveyand Resources Development Technology, pp81-91, 2001.11 *<br />
1.4.2.2 新聞や雑誌などに取り上げられたものの写し(*:後章参照)<br />
2001.12.16 日本経済新聞 サイエンス欄 新鋭掘削船 未知の扉開く*<br />
2002.01.31 朝日小学生新聞 地球深部探査船「ちきゅう」進水*<br />
1.4.3 学会等の活動<br />
1.4.3.1 学会等の活動<br />
・海中海底工学フォーラム幹事(1987.10~)<br />
・(社)日本造船学会海洋工学委員会海中システム部会委員(継続)<br />
1.4.4 研究室の編成<br />
1.4.4.1 研究室所属者氏名と肩書き<br />
高川 真一 教授
1.5 藤井研究室<br />
1.5.1 研究内容<br />
本研究室では、1)マイクロ生化学システムの研究開発を基盤にして、2)深海微生物の現場解<br />
析システムの開発及び3)マイクロ構造の生命現象のモデリングへの応用の研究を進めている。本<br />
年度は、1)については、シリコーン樹脂製マイクロチップを用いた流体デバイス部分とガラス基<br />
板上に微小電極構造を形成した機能部分とを組み合わせたハイブリッド構造を用いて、キャピラリ<br />
電気泳動による DNA の分離、生体外タンパク質合成反応などの生化学操作をチップ上で行うことに<br />
成功した。2)については、フロースルー型遺伝子増幅反応を行うチップの新たに開発し、上記の<br />
ハイブリッド構造を用いて温度制御を行いながら、750bp の目的 DNA 断片を増幅できることを確認<br />
した。3)については、真性粘菌変形体における振動現象の観察とモデリングについて、温度刺激<br />
を与えながら観察、計測を行うデバイスを開発し、温度に対する振動応答変化のモデル化に着手し<br />
た。<br />
1.5.2 研究業績<br />
1.5.2.1 論文や投稿記事(*:後章参照)<br />
a) Journal 論文<br />
・山本貴富喜、藤井輝夫、野島高彦、ホン・ジョン・ウク、遠藤勲:”タンパク質合成用ハイブリ<br />
ッドマイクロリアクタの開発”、電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)、Vol.121-E、<br />
No. 4 (2001.4) pp163-168*<br />
・川端邦明、石川達也、藤井輝夫、淺間一、遠藤勲: ”見え様を用いた移動ロボットの行動獲得”、<br />
電気学会論文誌C, Vol.121-C, No.4 (2001.4) pp762-768<br />
・ Kawabata, K., Sekine, T., Suzuki, T., Fujii, T., Asama, H., and Endo, I.: " Mobile Robot Teleoperation<br />
System Utilizing Virtual World", Advanced Robotics, Vol.15, No.1 (2001.5) pp.1-16<br />
・翁信之介、川端邦明、藤井輝夫、國井康晴、淺間一、遠藤勲:”内界センサ情報に基づいた移動<br />
ロボットの自己診断システム”、日本ロボット学会誌、Vol.19、No.4 (2001.5) pp.535-541<br />
・ Takamatu, A., Tanaka, R., Yamada, H., Nakagaki, T., Fujii, T., andEndo, I. : " Spatio-temporal Symmetry in<br />
Rings of Coupled Biological Oscillators of Physarum Plasmodial Slime Mold", Physical Review Letters,<br />
Vol.87, No.7 (2001.8) 078102*<br />
・ Hong, J. W., Hosokawa, K., Fujii, T., Seki, M., and Endo, I. : " Microfabricated Polymer Chip for Capillary<br />
Gel Electrophoresis", Biotechnology Progress, Vol. 17, Issue 5 (2001.10) pp.958-962*<br />
・ Takamatsu, A., and Fujii, T. : "Construction of A Living Coupled Oscillator system of the Plasmodial Slime<br />
Mold by a Microfabricated Structure", Sensors Update, Vol. 10, Issue 1 (2002.1) pp.33-46*<br />
・柳善鉄, 浦環, 藤井輝夫, 近藤逸人: ”人工水中ランドマークと推測航法を利用した自律型水<br />
中ロボットの航法”、日本ロボット学会誌、Vol. 20、No. 3 (2002.3) pp.68-76
) 解説<br />
・藤井輝夫:”集積型マイクロリアクターチップ”、ながれ、Vol. 20、No. 2 (2001.4) pp.99-105<br />
・ Fujii, T., and Bleuler, H. : " Preface", for the issue focused on Science and Technology in Micro/Nano<br />
ScaleRIKEN review, No. 36 (2001.6) p.1<br />
・藤井輝夫: ”集積型マイクロリアクターによる生体外蛋白質合成”、化学工業、Vol. 52、 No.11<br />
(2001.11) pp. 33-36*<br />
・ Fujii, T. : " Microchip-based Biochemical Analysis Devices for 'Bioarchitect' Research", RIKEN review, No.<br />
41 (2001.11) pp.98-99<br />
・藤井輝夫: ”生化学分野におけるマイクロマシン技術の可能性”、生化学、Vol. 73, No. 11 (2001.11)<br />
pp.1338-1340*<br />
・藤井輝夫: ”マイクロリアクターにおける流体の制御”、ファインケミカルズ、Vol. 31、No.1 (2002.1)<br />
pp.23-31*<br />
c) 国際学会 Proceedings<br />
・ Sayyaadi, H., Ura, T, and Fujii, T. : " Artificial Neural Network Based Controller for Positioning of a Multi<br />
input Multi Output Autonomous Underwater Vehicle", Proceedings of 5th International and 9th Annual<br />
Mechanical Engineering Conference (ISME2001), Rasht, Iran (2001.5) pp.713-720<br />
・ Seki, M., Hong, J.-W., Aoyama, R., Ezaki, R., Kakigi, Y., Fujii, T., Yamada, M., and Endo, I. : "Diagnostic<br />
Analyses by Biochemical Reactions and Separations on a Chip", Proceedings of the 5th International<br />
Conference on Microreaction Technology (IMRET-5), Strasbourg, France (2001.5) pp.117-118<br />
・ Seki, M., Aoyama, R., Hong, J.-W., Fujii, T., and Endo, I. : " Novel Liquid Injection Method with Wedge-<br />
Shaped Microchannel on a PDMS Microchip System for Diagnostic Analyses", Proceedings of the11th<br />
International Conference on Solid-State Sensors and Actuators (Transducers '01), Munich, Germany (2001.6)<br />
3D2.03<br />
・ Yu, S.-C., Ura, T., Fujii, T., and Kondo, H. : " Navigation of Autonomous Underwater Vehicle based on<br />
Image Recognition of Artificial Underwater Landmarks", Proceedings of the 12th International Symposium<br />
on Unmanned Untethered Submersible Technology, New Hampshire, USA (2001.9) on a CD-ROM<br />
・ Camou, S., Fujii, T., Gouy, J.-P., and Fujita, H.: "Design of a 2-D Optical Lens on a PDMS Micro-chip to<br />
Improve Fluorescence Spectroscopy using Integrated Optical Fibers", Proceedings of International<br />
Conference on Optical MEMS and Their Application (Optical MEMS 2001), Okinawa, Japan (2001.9)<br />
pp.133-134*<br />
・ Yu, S.-C., Ura, T., Fujii, T., and Kondo, H. : " Navigation of Autonomous Underwater Vehicles based on<br />
Artificial Underwater Landmarks", Proceedings of MTS/IEEE OCEANS2001, Honolulu, USA (2001.9)<br />
pp.409-416<br />
・ Yamamoto, T., Nojima, T., and Fujii, T. : " Cell-free Protein Synthesis in PDMS-based Parallel<br />
Microreactors", Proceedings of the 5th International Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical<br />
Analysis Systems (mTAS 2001), Monterey CA (2001.10) pp.69-71*
・ Hong, J. W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida, H., Inoue, M., Seki, M., and Endo, I. : "Separation and<br />
Collection of a Specified DNA Fragment by Chip-based CE System", Proceedings of the 5th International<br />
Conference on Miniaturized Chemical and Biochemical Analysis Systems (mTAS 2001), Monterey CA<br />
(2001.10) pp.113-114*<br />
・ Fujii, T. : " Bioanalytical Operations on PDMS (polydimethylsiloxane) Microfluidic Devices",<br />
Proceedings of Seiken Symposium on Micro/Nano Mechatronics, Tokyo, JAPAN (2002.3) pp.79-84<br />
d) 国際学会口頭発表<br />
・ Fujii, T.: "Development of PDMS-Based Microbiochemical Systems", Program & Abstracts, IUPAC<br />
International Conference on Analytical Sciences 2001, Tokyo JAPAN (2001.8) 3A12 p.80<br />
・ Fujii, T. : "PDMS-based Microfluidic Devices for Biomedical Applications", Abstracts of Micro & Nano<br />
Engineering 2001 Conference, Grenoble (2001.9) p.78<br />
・ Hong, J.W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida, H., Seki, M., and Endo, I. : "Picking up a DNA Fragment for<br />
the Downstream Analysis of CE-on-a-chip", Abstracts of International Symposium on Microchemistry and<br />
Microsystems, Kawasaki, JAPAN (2001.9) p.78-79<br />
・ Yamamoto, T, Nojima, T., Hong, J.W., and Fujii, T. : "PDMS-Glass Hybrid Microreactor for Proteomics",<br />
Abstracts of International Symposium on Microchemistry and Microsystems, Kawasaki, JAPAN (2001.9)<br />
p.80-81<br />
・ Takamatsu, A., Yamamoto, T., and Fujii, T.: "An Integrated Cell Observation System for Plasmodial Slime<br />
Mold", Abstracts of International Symposium on Microchemistry and Microsystems, Kawasaki, JAPAN<br />
(2001.9) p.82-83<br />
・ Hong, J. W., Hagiwara, H., Fujii, T., Machida H., Inoue, M., Seki, M., and Endo, I. : "Voltage Control for<br />
Separation and Collection of a Specified Fragment on a Chip", Proceedings of the 21st Symposium on<br />
Capillary Electrophoresis (SCE2001), Kobe, JAPAN (2001.12)<br />
・ Usui, S., and Fujii, T. : " In situ Flow-Through Analysis of Mn with Micro Channels on<br />
Polydimethylsiloxane Chips", Proceedings of Seiken Symposium on Micro/Nano Mechatronics, Tokyo,<br />
JAPAN (2002.3) pp.119-121<br />
・ Camou, S., Gouy, J.-P., Fujita, H., and Fujii, T. : " Design and Fabrication of 2-D optical lenses to improve<br />
the on-chip fluorescent spectroscopy characteristics using optical fibers", Proceedings of Seiken Symposium<br />
on Micro/Nano Mechatronics, Tokyo, JAPAN (2002.3) pp.113-114<br />
e) 国内会議口頭発表<br />
・関実、江崎竜太郎、Hong Jong Wook、藤井輝夫、遠藤勲:”PDMS マイクロチップ上でのクロマ<br />
トグラフィーシステムの構築”、第3回化学とマイクロシステム研究会資料集、東京 (2001.5) P67<br />
・柳善鉄、浦環、藤井輝夫:”水中ロボットの航行を支援する水中ランドマークの開発”、日本機<br />
械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 2001 講演論文集、高松 (2001.6) 1A1-L2 rm-37<br />
・高松敦子、藤井輝夫:”生きた細胞による数理モデルの構築-粘菌結合振動子系-”第7回創発シス<br />
テムシンポジウムポスター講演資料、富山 (2001.8)
・藤井輝夫:”集積型マイクロリアクターによる生体外蛋白質合成”、日本化学会第 80 秋季年会講<br />
演予稿集、千葉 (2001.9) (In Japanese) p.233<br />
1.5.2.2 受賞のタイトルと対象テーマ<br />
・ディスプレイデザイン大賞入選((社)日本ディスプレイデザイン協会)<br />
21世紀夢の技術展”<strong>東京大学</strong>生産技術研究所ブース”<br />
1.5.2.3 特許のタイトル<br />
・”マイクロチップおよびマイクロチップ電気泳動装置”、特願 2001-117902 号(2001)<br />
・”蛍光強度測定方法及び装置”、特願 2001-344446 号(2001)<br />
・”マイクロチップ及び電気泳動装置”、特願 2001-381307 号(2001)<br />
1.5.2.4 新聞や雑誌などの記事(*:後章参照)<br />
2002.02.10 朝日新聞朝刊 「化学実験台カードサイズ」東大研が開発*<br />
2002.01.10 日経産業新聞 「生化学分析チップゴムとガラスで安く」東大 遺伝子診断向けなど*<br />
2002.01.10 日刊工業新聞 「高機能・低コスト両立」ハイブリッド型生化学反応分析用マイクロチ<br />
ップ開発*<br />
2002.01.14 毎日新聞朝刊 「新しいマイクロチップ」*<br />
2002.01.15 東京新聞夕刊 「チップ上で化学実験」東大生産技研で開発 コスト削減に効果*<br />
2002.01.15 東大新報 「マイクロチップ開発」医薬創薬分野への応用期待*<br />
2002.01.22 <strong>東京大学</strong>新聞 「チップ上で化学実験に道」*<br />
2002.03 月刊誌 TRIGGER 「シリコーンゴムを用いた機能一体型マイクロチップ」*<br />
1.5.3 学会等の活動<br />
1.5.3.1 国際国内シンポジウム等の主催<br />
・計測自動制御学会第7回創発システムシンポジウム(実行委員長)<br />
・計測自動制御学会第14回自律分散システムシンポジウム(実行副委員長)<br />
1.5.3.2 招待講演<br />
・三菱化学生命科学研究所、「ナノテクノロジーとバイオテクノロジーのインターフェース」に関<br />
するセミナー、神奈川 (2001)<br />
・産業科学システムズセミナー「マイクロフルイドチップの開発とその応用」、東京 (2001)<br />
・ EPFL-DMT, Lausanne, Switzerland (2001.7)<br />
・ Univ. of Neuchatel, IMT, Neuchatel, Switzerland (2001.7)
・ ETHZurich, PEL, Zurich, Switzerland (2001.7)<br />
・海洋バイオテクノロジー研究所、釜石(2001.8)<br />
・ Micro & Nano Engineering 2001 Conference, Grenoble (2001.9)<br />
・日本化学会第 80 秋季年会シンポジウム依頼講演 (2001.9)<br />
・ MBARI, Monterey CA, USA (2001.10)<br />
・神奈川科学技術アカデミー教育講座「分析システムの集積化コース」(2001.11)<br />
・理化学研究所第2回バイオアーキテクトシンポジウム、和光 (2002.1)<br />
・産業技術総合研究所生命情報科学研究センター、東京 (2002.1)<br />
1.5.3.3 特筆すべき学会等の活動<br />
・日本ロボット学会評議員<br />
1.5.4 研究室の編成<br />
1.5.4.1 教職員<br />
藤井 輝夫 助教授<br />
山本 貴富喜 助手<br />
Vincent Senez 外国人客員研究員(CNRS/LIMMS Co-director)<br />
高松 敦子 協力研究員(科学技術振興事業団さきがけ21研究員)<br />
洪 ジョンウク 研究機関研究員(現、カリフォルニア工科大学博士研究員)<br />
Eric Leclerc 博士研究員(JSPS Postdoctoral Research Fellow/LIMMS)<br />
Serge Camou 博士研究員(JSPS Postdoctoral Research Fellow/LIMMS)<br />
戸山 真砂子 秘書<br />
長沼 毅 研究員(広島大学助教授)<br />
許 正憲 研究員(海洋科学技術センター研究副主幹)<br />
福場 辰洋 <strong>東京大学</strong>大学院博士課程1年<br />
金田 祥平 研究実習生(中央大学大学院修士課程2年)<br />
臼井 眞介 <strong>東京大学</strong>大学院修士課程1年<br />
中嶋 健 研究実習生(慶応大学理工学部4年)<br />
Philipe Muller Visiting Students (CNRS-IEMN)<br />
1.5.4.2 特殊な施設名とその仕様<br />
微小構造製作・評価システム<br />
反応性イオンエッチング装置、スパッタリング装置、マスクアライナ、低真空電子顕微鏡、高倍率<br />
撮影装置
1.5.5 その他特筆すべき事項<br />
・神奈川県主催「ロボフェスタ2001神奈川」<strong>東京大学</strong>生産技術研究所ブース出展<br />
・<strong>東京大学</strong>生産技術研究所「工学とバイオ研究グループ」幹事<br />
・ CNRS-IIS, LIMMS ホスト教官(現在研究員1名、ポスドク2名)<br />
・マイクロメカトロニクス国際研究センター(CIRMM)Affiliated Member<br />
・スイス連邦工科大学ローザンヌ校に Academic Guest として1ヶ月滞在、生研との協定締結<br />
・(財)生産技術研究奨励会三好助成によって、モンタレー湾水族館研究所<br />
(Monterey Bay Aquarium Research Institute)に3週間滞在
1.6 林研究室<br />
1.6.1 研究内容<br />
本研究室では、1)マイクロ波リモートセンシングによる海洋観測、2)海氷移動の数値シミュ<br />
レーション、3)氷海域における流出油の環境影響評価、4)海中線状構造物及び超大型浮体構造<br />
物の挙動解析の4つの研究テーマに関連する研究を行っている。マイクロ波リモートセンシングに<br />
よる海洋観測については、海面におけるマイクロ波の散乱メカニズムを解明するための水槽実験を<br />
行った。室内でのマイクロ波の散乱計測実験においての留意事項、データの解析手法などを明らか<br />
にし、マイクロ波の散乱計測の室内実験方法を確立した。氷海域における海氷と流出油に関しては、<br />
海氷移動の数値モデルの精度向上すると共に、氷海域における新たな流出油の拡散モデルを開発し<br />
た。なお、海中線状構造物及び超大型浮体構造物挙動の実用解析手法、最適設計法などに関する研<br />
究を行った。<br />
1.6.2 研究業績<br />
1.6.2.1 論文や投稿記事(*:後章参照)<br />
a) Journal 論文<br />
・前田久明、林 昌奎、居駒知樹、増田光一、藤田尚毅 : “空気室付弾性浮体の不規則波中応答特<br />
性に関する実験的研究”、日本造船学会論文集、第 190 号、pp.387-393、2001.11*<br />
b) 査読のある Proceedings<br />
・ Rheem CK, H Yamaguchi, R Katayama and T Komura : “A Short Term Prediction of Ice Condition in the<br />
Arctic Ocean With Attention to the Northern Sea Route,” Proc. Int. Conf. OMAE'01, OMAE2001/P&A-6101,<br />
2001.6*<br />
・ Maeda H, CK Rheem, T IKoma, Y Washio, H Osawa, Y Nagata, N Fujita, and M Arita : “Reduction Effects<br />
of Hydroelastic Responses on a Very Large Floating Structure With Wave Energy Absorption Devices Using<br />
OWC System,” Proc. Int. Conf. OMAE'01, OMAE2001/OSU-5013, 2001.6*<br />
・ Maeda H, K Masuda, CK Rheem, and K Itoh : “A study on behaviors of an underwater line structure in the<br />
viscous flow,” Proc. Int. Conf. OMAE'01, OMAE2001/OFT-5109, 2001.6*<br />
c) 査読のない Proceedings<br />
・ Maeda H, T Ikoma, CK Rheem and M Arita : “Effects of a Draft on Hydroelastic Responses of a Pontoon<br />
Type Very Large Floating Structure,” Proc. Int. Symp. Practical Design of Ship and Other Floating Structure,<br />
pp. 221-227, 2001.9*<br />
・前田久明、林昌奎、居駒知樹、伊藤和彰、加納裕三、増田光一 : “粘性流体中のライザー管の挙動<br />
推定に関する研究”、第 16 回海洋工学シンポジウム、pp521-526、日本造船学会、2001.7*<br />
・前田久明、林 昌奎、居駒知樹、鷲尾幸久、大澤弘敬、永田良典、藤田尚毅、有田 守 : “空気室<br />
付浮体の流体力特性と弾性応答低減に関する研究”、第 16 回海洋工学シンポジウム、pp527-534、
日本造船学会、2001.7*<br />
・居駒知樹、前田久明、林 昌奎、増田光一 : “圧力分布法を適用した空気室付弾性浮体の運動低減<br />
特性に関する研究”、第 16 回海洋工学シンポジウム、pp535-540、日本造船学会、2001.7*<br />
・武田虎太郎、増田光一、前田久明、林昌奎、伊藤和彰 : “粘性流体中における線状構造物の応答に<br />
関する研究 - その 1 水槽実験による特性の把握 -”、日本建築学会 2001 年度大会学術講演梗概<br />
集、No. 10016、日本建築学会、2001.9<br />
・伊藤和彰、増田光一、前田久明、林昌奎 : “粘性流体中における線状構造物の応答に関する研究 - そ<br />
の 2 CFD を用いた挙動推定手法 -”、日本建築学会 2001 年度大会学術講演梗概集、No. 10017、日<br />
本建築学会、2001.9<br />
1.6.3 学会等の活動<br />
1.6.3.1 国際国内シンポジウム等のセッションのオーガナイズあるいはチェア<br />
・座長、日本造船学会春期講演会、2001.5<br />
1.6.3.2 特筆すべき学会等の活動<br />
・学会誌編集委員、日本造船学会<br />
・ Secretary, IEEE Ocean Engineering Society Japan Chapter<br />
1.6.4 研究室の編成<br />
1.6.4.1 研究室所属者氏名と肩書き<br />
林 昌奎 助教授<br />
増田 光一 研究員(日本大学・教授)<br />
居駒 知樹 協力研究員(日本大学・助手)<br />
鈴木 文博 技術官<br />
鈴木す江子 事務補佐員<br />
小林 豪毅 <strong>東京大学</strong>大学院博士課程1年<br />
深井 英五 <strong>東京大学</strong>大学院修士課程2年<br />
田村 雅宣 <strong>東京大学</strong>大学院修士課程1年<br />
有田 守 日本大学大学院博士課程2年<br />
浅沼 貴之 日本大学大学院博士課程1年<br />
伊藤 重人 日本大学大学院博士課程1年<br />
渡辺 泰祥 日本大学大学院修士課程2年<br />
武田虎太郎 日本大学大学院修士課程1年<br />
和田 良治 日本大学大学院修士課程1年<br />
田平 智裕 日本大学大学院修士課程1年
1.6.4.2 特殊な施設名とその仕様<br />
マイククロ波散乱計測システム<br />
L-Band、C-Band、X-Band のマイクロ波帯域電磁波散乱計測装置である。海面の物理変動による<br />
マイクロ波散乱特性の変化を計測し、風、波、潮流の海面物理情報を取得する研究に用いられる。<br />
衛星リモートセンシングによる海面計測を支援する装置である。
第2章 ロボット技術<br />
2.1 湖面環境計測用ソーラーロボット艇の設計と開発<br />
2.2 湖水観測水中ロボット「淡探」の開発-自律型水中ロボット(AUV)の仕様と運用成果報告-<br />
2.3 航行型海中ロボット「アールワン・ロボット」の閉鎖式ディーゼル機関<br />
2.4 ダム貯水池調査水中ロボットの研究開発<br />
2.5 教示と強化学習による自律型海中ロボットの潮流中における運動制御アルゴリズムの獲得<br />
2.6 複数海中ロボット用仮想海中環境シュミレータMVS-3の開発<br />
2.7 自律型水中ロボットの能動型レーザー距離計測システムの開発<br />
2.8 Design concept and experimental results of the autonomous Underwater Vehicle AQUA EXPLORER 2<br />
for Inspection of Underwater Cables<br />
2.9 Development of an Autonomous Underwater Vehicle " Tri-Dog" Toward Practical Use in Shallow Water<br />
2.10 Research and Development of Autonomous Underwater Vehicles<br />
2.11 Artificial Neural Network based controller for Positioning of multi Input Multi Output Autonomous<br />
Underwater Vehicle<br />
2.12 AUVs' Dynamics Modeling, Position Control, and Path Planning using Neural Networks<br />
2.13 A Sensor Fusion Scheme for Autonomous Underwater Vehicle Localization in Cable Following<br />
2.14 Acquisition of Dynamics Control Algorithm of Autonomous Underwater Vehicle by Reinforcement<br />
Learning and Teaching Method Considering Thruster Failure<br />
2.15 Route Keeping Control of AUV under Current by using Dynamics Model via CFD Analysis<br />
2.16 Dynamics Control Algorithm of Autonomous Underwater Vehicle by Reinforcement Learning and<br />
Teaching Method Considering Thruster Failure under Severe Disturbance<br />
2.17 Object Observation in Detail by the AUV " Tri-Dog" with Laser Pointers
第3章 海中技術<br />
3.1 深海を探る自律型水中ロボット-その役割と現状-<br />
3.2 自律型海中ロボットによるザトウクジラの認識と追跡<br />
3.3 自律型海中ロボットを用いた珊瑚礁生態観測システムの開発(第1報:観測システムのコンセ<br />
プト及び海中ロボットのシステム)<br />
3.4 水中ロボットの航行を支援する水中ランドマークの開発<br />
3.5 航行型海中ロボット「アールワン・ロボット」による手石海丘観測<br />
3.6 新しい自律型海中ロボットで熱水地帯をくまなく探る<br />
3.7 New Scientific Riser Drilling Vessel<br />
3.8 Science Drill-ship "Chikyu" and Integrated Ocean Drilling Program-IODP<br />
3.9 Navigation of Autonomous Underwater Vehicle based on image recognition of Underwater Landmarks<br />
3.10 Navigation Algorithm for Autonomous Underwater Vehicle Considering Cruising Mission Using a Side<br />
Scanning SONAR in Disturbance<br />
3.11 Exploration of Underwater Crater "Teisi" Knoll by Autonomous Underwater Vehicle "R-One Robot
第4章 海底計測技術<br />
4.1 熊野トラフにおける長期地殻変動観測技術の高度化<br />
4.2 特集「次の南海トラフ巨大地震に備えて」-まえがき-<br />
4.3 地震活動から見た三宅島2000年噴火時のマグマの移動<br />
4.4 海底地殻変動観測のための海底音響基準ネット技術の開発と展開
第5章 マイクロ・バイオ技術<br />
5.1 タンパク質合成用ハイブリッドマイクロリアクタの開発<br />
5.2 生化学分野におけるマイクロマシン技術の可能性<br />
5.3 集積型マイクロリアクターによる生体外蛋白質合成<br />
5.4 マイクロリアクターにおける流体の制御<br />
5.5 Spatio-temporal Symmetry in Rings of Coupled Biological Oscillators of Physarum Plasmodial Slime<br />
Mold<br />
5.6 Microfabricated Polymer Chip for Capillary Gel Electrophoresis<br />
5.7 Construction of A Living Coupled Oscillator system of the Plasmodial Slime Mold by a Microfabricated<br />
Structure<br />
5.8 Design of a 2-D Optical Lens on a PDMS Micro-chip to Improve Fluorescence Spectroscopy using<br />
Integrated Optical Fibers<br />
5.9 Cell-free Protein Synthesis in PDMS-based Parallel Microreactors<br />
5.10 Separation and Collection of a Specified DNA Fragment by Chip-based CE System
第6章 海洋構造物<br />
6.1 空気室付弾性浮体の不規則波中応答特性に関する実験的研究<br />
6.2 粘性流体中のライザー管の挙動推定に関する研究<br />
6.3 空気室付浮体の流体力特性と弾性応答低減に関する研究<br />
6.4 圧力分布法を適用した空気室付弾性浮体の運動低減特性に関する研究<br />
6.5 Reduction Effects of Hydro-elastic Responses on a Very Large Floating<br />
Absorption Devices Using OWC System<br />
Structure With Wave Energy<br />
6.6 A study on behaviors of an underwater line structure in the viscous flow<br />
6.7 Effects of a Draft on Hydro-elastic Responses of a Pontoon Type Very Large Floating Structure
第7章 海氷<br />
7.1 A Short Term Prediction of Ice Condition in the Arctic Ocean with Attention to the Northern Sea Route
第8章 新聞や雑誌の記事