【共同開発】人工筋肉を用いたミミズ型ロボットにフレキシブル超音波センサーを搭載した管内配管減肉検査ロボットを、スタートアップ2社で開発
【共同開発】人工筋肉を用いたミミズ型ロボットにフレキシブル超音波センサーを搭載した管内配管減肉検査ロボット～プラントメンテナンスショーにて公開～
■社会的背景
高度成長期に建造された上下水道やガス導管といったインフラ配管や工場やプラント、ビル・マンション・学校などの配管の老朽化が進んでおり、配管の経年劣化により減肉や破断により爆発事故や漏水事故が至るところで多発しています。それに対して、少子高齢化によって配管の保全人員は高齢化し、労働力不足が生じています。
上記のように配管を取り巻く環境には多くの課題がある中で、配管の維持・メンテナンスを自動化・省力化することは、今後の都市の持続可能性を考える上で極めて重要な取り組みです。
人や既存の配管検査ロボットが入り込めない小径配管の検査は、従来の技術では工業用内視鏡（ファイバースコープ）による映像を通した目視でしか配管内部を確認する手段はありませんでした。しかし、工業用内視鏡においても配管に3か所以上の曲がり（エルボ）が存在すると、その先の深部への侵入が困難であり、配管内部の状況を非破壊で確認する手段がありませんでした。
その課題解決を、モーターと電子部品、および複雑な制御を用いた高価なハードロボットではなく、人工筋肉と空気圧制御で移動する、シンプルで安価なソフトロボットとそのロボットに搭載した超音波による減肉センサーで解決しようという点は、世界的にも類を見ないアプローチです。
■ソラリスとCASTの共同開発について
ソラリスとCASTは、製造現場の配管メンテナンスという課題ターゲットが共通しています。加えて、大学の独自技術を元に創業した「大学発ベンチャー」（ソラリス：中央大学、CAST：熊本大学）、リアルテックファンドを株主に迎える等の共通点も有しています。これらの共通点をきっかけとして出会った2社により、配管内の自律的な移動と、フレキシブルで薄型なセンサーによる超音波減肉モニタリングを掛け合わせた配管メンテナンスの新たなアプローチを目指すこととなりました。今回の共同開発品はUltra Soohaと名付けたコンセプトモデルで、今後実用性を高めるための開発を進めていきます。
共同開発の経緯など、両社代表による対談はこちら。（https://note.com/cast_sensing/n/nba2ae699fcb9）
■技術の概要
・Soohaの特徴
ソラリスのミミズ型管内走行ロボットSoohaは、ミミズのぜん動運動を模倣し、人間や他のロボット機構では侵入が困難な細管内の走行および映像による可視化を実現しています。この技術により、従来技術では困難だった小口径配管内（内径100mm以下）の自律走行や90度の曲がりが多い配管内や垂直方向の走行が可能であり、これまで確認できなかった配管内の状態を把握することが可能となります。
また、本体が空洞である特徴を活かして、カメラ以外にも様々な検査装置や清掃機器をビルトインすることが可能であり、多くの企業様とのオープンイノベーションを創出可能なプラットフォームになり得るロボットです。
・CASTセンサーの特徴
「ゾルゲル複合体圧電デバイス」技術を活用した耐熱性とフレキシブル性により100℃を超える環境でも壊れずに動作するセンサーです。高温・曲面への密着が可能な特徴に加え、約1mmの薄さも兼ね備えていることから、製造現場の高温箇所や人の手のアクセスが難しい狭所、点検の都度足場の設置・撤去の費用や手間を要する高所の配管やタンクに対して、効率的な減肉モニタリングを実現します。
・Ultra Soohaでできること
Ultra Soohaは、ソラリスのSoohaとCASTのセンサーを掛け合わせたコンセプトモデルです。人工筋肉と空気制御による自律的な移動を行いながら、人工筋肉の伸び縮みによる配管内部への密着のタイミングを利用して超音波による管厚の測定を行います。これまで超音波による測定可能な範囲はセンサーを取り付けた箇所に限定されていましたが、移動しながらかつ水などを用いない管内からの管厚測定に加え、Soohaに搭載されたカメラによる映像確認を同時に行うことも可能になりました。コンセプトモデルとしては直管内の移動に限定した開発を行いましたが、今後Soohaで対応可能なエルボも含めた管内移動管厚測定を実現するべく、開発を進めていきます。
■展示会情報
・プラントメンテナンスショー（メンテナンス・レジリエンスTOKYO2023内）
日時：2023年7月26日(水)～28日(金) 各日10:00-17:00
会場：東京ビッグサイト 東展示棟
出展ブース：ブース番号 M4-020、M4-021
主催：公益社団法人日本プラントメンテナンス協会・一般社団法人日本能率協会
入場方法：完全事前登録制
展示会HP：https://www.jma.or.jp/mente/visit/tokyo.html
■ソラリスについて
ソラリス社は、2017年創業で、中央大学バイオメカトロ二クス研究室の研究成果をベースとした大学発ベンチャーです。生物や生体の機能に学んだ柔らかいロボット（ソフトロボット）の最先端の研究成果の実用化を目指しております。ソラリス社は、高出力で軽量かつ柔軟な軸方向繊維強化型・空気圧人工筋肉をコア技術として、腸管の運ぶ混ぜる機能を有した腸管型蠕動運動ポンプロボットやミミズのように動くことで複雑な細管を進むミミズ型管内走行ロボットなどの世界に類をみない独自技術があります。
【会社概要】
会社名：株式会社ソラリス
所在地：東京都板橋区東山町14-13
代表者：代表取締役 梅田 清
設立：2017年9月29日
事業内容：空気圧人工筋肉を使ったソフトロボティクスの製品化・製造・販売
URL：https://solaris-inc.com/
■CASTについて
CASTは2019年に熊本大学の教員の共同創業により誕生しました。独自の噴射システムを用いた「ゾルゲルスプレー法」により量産化に成功した、耐熱・フレキシブル・薄型の圧電デバイスを用いて、製造業の課題解決を目指します。
高所・狭所や高頻度のメンテナンスの必要な減肉スピードの速い配管・タンクなどへのセンサー定点取り付けにより、人による点検・メンテナンスの効率化を実現する「配管減肉モニタリングシステム」を展開しています。
【会社概要】
設立：2019年9月
所在地：本店：熊本県熊本市中央区黒髪2－39－1(熊本大学内)
代表取締役：中妻 啓
事業内容：センサーおよび周辺機器・ソフトウェアの研究・開発・製造・販売
HP： https://cast-sensing.com
note：https://note.com/cast_sensing
採用や製品に関するお問い合わせ：https://www.cast-sensing.com/inquiry
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