ソフトバンク・東京海洋大学、水中で通信対象を自律的に追尾する トラッキング技術による光無線通信の実証に成功

近年、海域利活用の発展に向けて、海中で働くロボット向けの水中無線通信ネットワークへの期待が高まっている。しかし、既存の電波は水中を透過せず、音波は外乱の影響が大きいため、大容量の映像伝送や観測機器のリアルタイム制御には課題があった。

そこで、ソフトバンク株式会社と国立大学法人東京海洋大学の後藤 慎平助教らの研究チームは、画像処理技術、精密制御技術および可視光無線通信技術を活用して、通信対象を自律的に追尾する自動トラッキング技術による水中光無線通信システムを開発。陸上から水中の遠隔操作ロボットに光無線通信経由で指示を与え、リアルタイムに制御する実証実験に成功したことを発表した。

今回開発されたトラッキング式水中光無線通信機は、画像処理技術や精密制御技術を活用し、水平方向に約60度、垂直方向に約60度の自動追尾性能を持ち、水中ロボット本体から有線接続で独立して動作する。

実証実験では、照射角7度の可視光無線通信機を使って、東京海洋大学の全長50mの船舶運航性能実験水槽の水深約1mで、2台の通信機(親機と子機)が互いを捕捉して自動で光軸を合わせ、さらに子機に接続された水中ロボットを陸上のパソコンから操作した。

ソフトバンク・東京海洋大学、水中で通信対象を自律的に追尾する トラッキング技術による光無線通信の実証に成功
実証実験の模式図。

双方がトラッキングを行うことで、水平約60度、垂直約60度の範囲で通信機がそれぞれ移動しても、通信が途切れずに約10Mbps以上の速度でデータ通信を行うことができた。

さらに、子機に接続された水中ロボットを、陸上のパソコンからリアルタイムで遠隔操作する実証実験にも成功した。

子機は水中ロボットと分離しているため、子機が親機と通信するための姿勢・移動制御が水中ロボットの姿勢・移動制御に及ぼす影響が少なく、安定した通信の維持と、水中ロボットによる作業の自由度という両立が可能となった。