ニュース
ソフトバンク、930km離れた水中ロボットを光無線通信や衛星通信を活用して遠隔操作
2023年3月6日 00:00
ソフトバンクと東京海洋大学の研究チームは、北海道厚岸翔洋高校の協力を得て、画像処理によるトラッキング技術を活用した可視光の無線通信技術を用い、水中の狭隘（きょうあい）空間を移動する水中ロボットをリアルタイムで遠隔制御する実証実験に成功した。
実験の概要
実証実験では、水中ロボットや水中のIoT機器などを遠隔制御するために、地上の通信ネットワークではカバーできない外洋や極域などの海域までカバレッジを拡張する非地上系のネットワークとして、Thuraya Telecommunications Companyの衛星通信を利用した無線通信を活用し、実験場所の厚岸湖とソフトバンク本社間を接続して、水中ロボットをリアルタイム遠隔制御する実験を行った。また、水中の親機と子機との通信に、光の明滅を信号に変換するOCC（Optical Camera Communication）を用いた。
水中における音響通信や光無線通信の課題
水中での通信には、古くから音響通信が用いられてきたが、伝搬速度が1秒に1500m程度と非常に遅いことや、伝送できる情報量も数十〜数百kbps程度で、外来ノイズや海面や海底の反射によるマルチパスの影響を受けやすく、音源から球面状に拡散することから、精密な測位やリアルタイム性、セキュリティなどの多くの課題がある。
さらに、使用できる海域や水深、周波数にも制約があるため、水中ロボットなどをリアルタイム制御するための伝送レートの確保が難しく、音響通信に代わる安定した通信手段として、大容量・低遅延の可視光を使用した無線通信技術を活用する研究が進められてきた。
しかし、光無線通信には双方の光が見えることが求められるため、通信可能距離が約100m程度に限られ、高速通信を実現するには照射角が狭い高出力のレーザー光を活用して光軸を合わせ続ける必要があり、移動体などとの通信には高精度な光トラッキング技術が必須となった。
実験の手法
ソフトバンクなどが新規開発した遠隔制御技術は、遠隔地に展開する無人ロボットに対して、Thurayaの衛星通信を利用した無線通信を経由して制御命令を送信し、OCCの信号に変換して他の無人ロボットなどの制御や観測データ取得を実現するもの。
この技術を活用し、地上からの電波が届かない厚岸湖の水面に分厚い氷が張った水中の狭隘空間で、2台の水中ロボットをソフトバンク本社から自在に制御する実験を実施した。ソフトバンク本社から厚岸湖までの距離は約930km。
ロボットを制御する命令は、衛星電話により音声で伝送されたあと、厚岸湖上に設置した水中ロボットの指令システムに入力にされ、OCCの発光信号として親機から子機に伝送される。
子機は、OCCの信号を変換し、内部のコンピューターで制御命令として受信し、水中ロボットを上下・前後・左右に動かすための装置などを制御して機体を動作させる。
水中ロボットの動作完了後、子機から親機に向けて動作完了の信号をOCCで伝送し、信号を受けた親機が衛星携帯を介して遠隔地の操縦者に状況を知らせる。
このとき、子機に搭載された水温計や深度計のデータも、制御信号と同様にOCCおよび衛星携帯を使って遠隔地の操縦者に伝送できた。ロボットの制御は、音声通話だけでなくデータ通信による制御にも対応しているという。
今後の展望
実証実験の結果より、アクセスが困難な地域や海域でも、水中ロボットや機器をリアルタイムで遠隔操作可能になることで、データ収集や観測、機器の保守のための現地調査の低減などの効果が期待できる。
ソフトバンクらは、今後さらに実用的かつ確実な技術にするため、南極海などでの実証実験を通して、極地や島しょ地域などでの実用化を目指すという。
