東大と九州工業大、海中ロボットでコバルトリッチクラストの全自動計測に成功

【概要】
■南鳥島沖合の拓洋第五海山の南東肩部において、ホバリング型自律型海中ロボット「BOSS－A」（注１、２、３）が、コバルトリッチクラスト（以下、CRC。注４）賦存地帯の長距離全自動計測に成功。
■搭載する音響センサ（注５）と３次元画像マッピング装置（注６）により、CRCの厚みと３次元画像を人が操作することなく全自動で計測することに成功。
■CRCの分布と賦存量を評価するのに有益なデータを取得。
■CRCの資源開発の適性度を効率的に評価する全自動観測手法を世界に先駈けて確立。

東京大学生産技術研究所海洋探査システム連携研究センター、九州工業大学社会ロボット具現化センターを中心とする研究グループでは、CRC賦存量評価に役にたたせるため開発したホバリング型自律型海中ロボット（AUV：Autonomous　Underwater　Vehicle）「BOSS－A」を南鳥島沖合の拓洋第五海山の南東肩部（水深１，３８０m～１，５５０m）（２２°４４．８N、１５３°１６．０E）において展開し、海底面近傍を２．０mの高度、０．１m／sの速度で自動航行し、搭載する音響センサによりCRCの厚みを線状に連続計測し、海底面の形状や底質を計測する３次元画像マッピング装置により、CRCの分布を２．０mの幅で連続計測し、人が操作することなく全自動でのCRC調査に成功した。

「BOSS－A」での潜航は、悪天候のため２日に制限されたが、夜間潜航も含めて４潜航を実現、合計で約２．０kmの距離を計測した。

今回の調査では、１潜航で最大４時間２０分の観測を行い約１．２kmの測線のデータを計測。取得した音響厚みと３次元画像マッピングデータの統合解析により、合計で４，０００m2の範囲のCRCの賦存量推定を可能とした。

２０１３年に日本は３０００km2の広大な鉱区の探査権（別サイトを参照）を獲得した。２０１３年から２０２８年までの１５年間で調査を行い、有望な鉱区を絞り込む必要がある。今回の「BOSS－A」での調査により、CRCの分布と賦存量を評価するのに有益なデータを、人が操作することなく全自動で調査する手法が確立された。

今後は、同技術の民間への移転、複数のAUVによるシステマチックな調査により、資源開発の適性度を効率的に評価して、獲得する鉱区を最終的に絞り込む日本が実施する戦略的な調査に大きく貢献することが期待される。

（注１）自律型海中ロボット（AUV：Autonomous　Underwater　Vehicle）：動力源を持ち、プロペラ等を用いてあらかじめ決められたルートに沿って無索で全自動で海中を観測する装置。

（注２）ホバリング型AUV：広範囲を高速で航行することをミッションとする航行型AUVと異なり、運動自由度が高く、定点保持・その場回頭、その場での上下運動が可能なAUV。対象を詳細観測することを主要ミッションとする。

（注３）「BOSS－A」（「BOttom　Skimming　and　Survey」：重量６００kgの中型ホバリング型AUV。CRC音響厚み計測と３次元画像マッピング装置を搭載し２m高度から全自動計測を行う。ペイロードスペースを大きく取っているため、CRC音響厚み計測装置等を取り外し別の計測センサを搭載することで別ミッションへの対応が可能である。

（注４）CRC（コバルトリッチクラスト）：鉄とマンガンの酸化物からなる海水起源の化学堆積岩。学術的にはマンガンクラスト、鉄マンガンクラストと呼ばれることが多い。海山や平頂海山などの海底において、数cm～１０数cm の厚さで基盤をカバーしており、広い範囲にわたって分布していることが知られている。１％以下のコバルト（Co）、ニッケル、３ppm以下の白金などを含んでいる。低品位巨大鉱床として注目されている。

（注５）：音響計測センサ：「BOSS－A」には、ジンバル制御を行う音響厚み計測装置が搭載されている。パラメトリック効果で発する２００kHz（２次波）の音響ビームを高度１．２mで海底面にビームの焦点を自動的に合わせる。ターゲットにあたるビームの直径は２０mm程度で、海底下３０cmまでの内部構造を計測できる。ジンバル制御により超音波が海底面に対して直角に入射するよう自動的に角度を制御する。

（注６）：画像マッピングシステム：「BOSS－A」には、レーザとカメラシステムを組み合わせた低高度用３次元画像マッピングシステムを搭載（２m高度、２m幅の面的なデータ取得が可能）。最新版の３次元画像マッピングシステムは、２m～１０m高度までの高度調整が可能であり、小型AUV／ROVに搭載できるよう小型化を実現している。