海洋ロボットがオーストラリアに上陸、9,000マイルの太平洋横断自律航行を完了 海洋ロボットがオーストラリアに上陸、9,000マイルの太平洋横断自律航行を完了

海洋ロボットがオーストラリアに上陸、9,000マイルの太平洋横断自律航行を完了

海洋ロボットがオーストラリアに上陸、9,000マイルの太平洋横断自律航行を完了

昨年11月、リキッド・ロボティクスは、歴史に名を残し、将来に向けて何かを学ぶことを期待して、サンフランシスコ沖に新型のウェーブ・グライダー・ロボット4台を投下しました。2台は日本へ、残りの2台はオーストラリアへ向かうコースを設定し、それぞれ約9,000海里の距離を航行します。これは、自律走行車による航行としては史上最長の旅となるはずでした。太平洋全体をゆっくりと、しかし着実に横断しながら、高解像度の海洋・大気データを収集・中継し、ハワイで簡単なメンテナンス点検のために停車するのみでした。もしそこまで到達できるかどうかは分かりませんが。

そしてリキッド・ロボティクスのエンジニアたちは、ロボットを波立つ海に放ち、解き放った。太平洋横断で必ず遭遇するであろう天候、波、そして野生動物にロボットが耐えられるかどうか、誰もが不安を抱いていた。何しろ、海にはサメがいる。巨大な波と強風。海には大量の海水があり、それ自体が機械システムを破壊し、混乱させる力となっている。しかし、「パパ・マウ」として知られるウェーブグライダーは、打ち上げからほぼ1年後、グレートバリアリーフを周回して先週、出発地点から地球の反対側、オーストラリアのクイーンズランド州沖に到着した。到着時の状態は、出発地点から地球の反対側、やや傷んでいる程度だった。

「海面が機器に与えるダメージのレベルは驚くべきものです。」このマイルストーンにおいて、このストーリーの重要性を忘れないでください。パパマウと、今も目的地に向かって漕ぎ続けている他の3台のウェーブグライダーは確かに画期的なことを成し遂げましたが、ほとんどの最初の旅と同様に、この旅も、その後の航海のインパクトと比較するとすぐに色あせてしまうでしょう。リキッドロボティクスは、ウェーブグライダーが数か月、さらには1年も海を横断し、タバコ1本さえも止まることなく(ハワイでの短い乗り継ぎを除いて)データを送信できることを証明しようとしました。テクノロジーが実際にこのタスクに耐えられるかどうかという重要な質問に答えたリキッドロボティクスは、次に何を知りたいかというはるかに広範な質問に取り組むことができます。

「このような海洋横断は可能だと常に考えており、それを実現するためにこのプラットフォームを設計しました」と、リキッド・ロボティクスのオペレーション担当シニアバイスプレジデント、グラハム・ハイン氏は語る。「しかし、北半球から南半球まで9,000マイルの航海を実際に達成することが、このプラットフォームの大きな目標でした。波利用能力は、海に波がある限り永続的に発揮されるはずですが、ハードウェアが実際にそれに耐えられることを実証することが、この技術実証の最大の目的です。」

Wave Gliderについてよく知らない方のために簡単に説明します。Wave Gliderは、海の波のみを推進力として利用する、世界初の無人・自律型海洋ロボットです。このシステムは、水面を浮遊するフロートと、水面下約7メートルを移動する係留潜水ユニットの2つの部分で構成されています。Wave Gliderは波のエネルギーをモーターなどの動力に変換するのではなく、独自の構造により、フロートユニットが波に押されるたびに少しずつ前進する推進力を得ています(図解はこちら)。高速移動はしませんが、海が動き続ける限り、ロボットも動き続けます。

そのため、ウェーブグライダーは、高速で移動する必要がなく、実際には高速で移動する必要がないデータ収集探査など、さまざまな科学ミッションに最適です。フロートユニット全体に設置されたソーラーパネルは、さまざまな機器に電力を供給できます。パパマウの場合、それらには、気温、気圧、風速を測定する気象ステーション、高さ、周期、方向を記録する波センサー、クロロフィルAを測定できる水中蛍光計、水中の溶存酸素も測定できるCTD(導電率、温度、深度)ペイロードが含まれます。センサーパッケージは、特定の何かを発見するために設計されたのではなく、パパマウが太平洋をゆっくりと横断している間、10分ごとに更新され、イリジウム衛星ネットワークにアップロードされる、前例のないデータセットを作成することだけを目的としていました。これが、ウェーブグライダーの背後にあるほぼすべてのアイデアです。つまり、可能であれば世界の終わりまで、海洋データを一貫して中断することなく収集することです。

9,000海里のPacX(太平洋横断)航海の成功を受け、今、その可能性は1年前よりも高まっているように見える。Wave Gliderは銛のように水を切り裂くわけではない。正直言って、見た目もそれほどクールではない。ソーラーパネルで覆われたサーフボードが古いアナログテレビのアンテナを牽引しているようなものだ。しかし、海上で無期限に、あるいは少なくとも何かが故障するまでは、滞空し続けるという独自の能力を約束している。Liquid Roboticsにとっての課題は、何も故障しないようにすることだ。しかし、海の真ん中に一人でいると、様々な問題が発生する可能性がある。

「海面が機器に与えるダメージは驚くほどのものです」とハイン氏は言う。PacXウェーブグライダーは、これまで高さ25フィートの波、過酷な直射日光、近くの帆船のマストを吹き飛ばすほどの嵐、そして海洋生物の好奇心さえも乗り越えてきた。パパ・マウの姉妹ロボットの1体は、ハワイへの寄港中にサメの歯の一部を取り除く必要があった。リキッド・ロボティクスがロボットに選んだ保護塗料の色は、ハイン氏が話を聞いたベテラン船長たちの間で「バイト・ミー・ホワイト(白く噛め)」と呼ばれていることが判明した。

しかし、オーストラリアでの旅でパパマウの同行者がどういうわけかパパマウよりも遅く移動したり、日本行きのロボットの1台が操縦に不具合を起こしたりするなど、予期せぬトラブルもいくつか発生したものの、ウェーブグライダーはリキッド・ロボティクスが期待していた通りの頑丈な海洋プラットフォームであることを証明しつつある。米国海洋大気庁(NOAA)の気象監視能力を実証することを目指したテストベッドのウェーブグライダーは、今年初めにメキシコ湾に長期間停泊した。2台目のNOAAウェーブグライダーは、10月にニュージャージー州沖に上陸する直前のハリケーンサンディの猛威に耐えた。そして今、パパマウが陸に上がった。

「オーストラリアでパパマウを水から引き上げて確認したところ、塗装の多少の色あせ(当然のことですが)とフジツボの付着を除けば、システムはすぐにでも水に戻せる状態でした」とハイン氏は語る。ソーラーパネルや電子機器を含む重要なシステムはすべて健全な状態を保っており、今後の展開に備えていた。

リキッドロボティクス

PacX横断は、Wave Gliderの耐久性だけでなく、科学的データ収集プラットフォームとしての有用性も証明しました。水と大気の特性に関する表面レベルの長期にわたる測定により、前例のない高解像度データが作成され、Liquid Roboticsは、研究目的で使用したい人なら誰でも自社のWebサイトで無料で利用できるようにしました。PacX横断はすでに科学的影響をもたらしています。例えば、Papa Mauは、太平洋赤道域の大規模な藻類ブルームの1,200マイル以上を横断し、海洋生態系と大気中の炭素循環の両方に影響を与えると考えられている植物プランクトンの増殖に関する大量のデータを持ち帰りました。通常、この種の藻類ブルームの研究は、宇宙から衛星を介して行われます。Papa Mauは研究機器をその真ん中に設置し、数週間そこに滞在しました。

実際、Wave Gliderは海洋データ収集において非常に優れたソリューションであることが証明されたため、Liquid Roboticsは新たな課題の解決を目指し、ロボットを用いた最も生産的で革新的な科学ミッションを提案した研究チームに、5万ドルの研究助成金(BP提供)とWave Gliderおよびサポートクルーの6ヶ月間の使用権を提供する予定です(現在、最終候補5チームが受賞候補として検討中です)。同社は、これによりWave Gliderが今後も先進的な科学研究に活用されることを確信しています。また、他の3機のPacXロボットが目的地に到着した後も、Wave Gliderが再び水中で活動し続けることを保証する予定です。

その後、リキッド・ロボティクスのウェーブ・グライダーが次にどのような野心的なマイルストーンを目指すのかは、まだはっきりとは分からない。ハイン氏によると、同社は南極大陸一周、北極から南極への航海、マゼランの歴史的な世界一周航海の再現など、いくつかのアイデアを検討しているという。しかし、これらは科学的な成果であると同時に、象徴的な成果でもある。リキッド・ロボティクスが真に望んでいるのは、ウェーブ・グライダーの艦隊が社会の要請に応え、私たちの海、大気、そしてそれらが地球にもたらす気候についてより深く理解することだ。

「皆さんがデータセットを深く掘り下げ、海洋科学にどのように応用できるかを考え出すのを見るのが本当に楽しみです」とハイン氏は語る。「中洋流の働きを理解することは、気候を大きく左右する重要な要因です。藻類の大量発生は、呼吸して二酸化炭素を吸収するなど、大気の大きな変動要因であるため、重要かつ理解を深める必要があるという意見をいただくことがあります。より大きな示唆としては、このような航海がこれほど興味深いのであれば、継続的に測定が行われていれば本当に興味深いのではないか、ということです。」

これがここでの究極の目標です。ロボットセンサーで繋がれた海が、陸上にデータを連続的に送り返し、気候・気象モデルから海洋地図作成、自然漁業の管理、商用船舶の効率化に至るまで、あらゆるものを改善します。つまり、この惑星の生命を支える海に関する知識と海との関係性を向上させるのです。これは不可能なことではありません。パパ・マウが証明したように、その技術は既に存在しています。「船で海を渡るのと比べると、数台のロボットを海に投入するだけで非常に低コストで、非常に興味深く適切な科学データを得ることができます」とハイン氏は言います。「それは私たちが世界を理解するのに役立つでしょう。」