Robotic Habitation Enhanced by AI

研究開発プロジェクト

AI ロボットにより拓く新たな生命圏

研究開発項目１

AIロボティクスによる
自律的インフレータブル構造物の実現

  • 研究開発課題１−１

    状況に合わせて進化する Homeostatic Inflatable Decentralized Autonomous Structure (HIDAS)の実現

    木村真一 (東京理科大学・創域理工学部)

  • 研究開発課題１−2

    複数のモジュールの相互結合により，段階的に拡張可能な結合システムの実現

    上野宗孝 (宇宙航空研究開発機構・宇宙探査イノベーションハブ)

  • 研究開発課題１−3

    状況に合わせて進化する Homeostatic Inflatable Decentralized Autonomous Structure (HIDAS)の実現

    山野辺夏樹 (産業技術総合研究所・インダストリアルCPS研究センター)

研究開発項目２

居住モジュール全体システムの構築

  • 研究開発課題2−１

    データ収集システムとCPSマネージメントシステムの構築

    上野宗孝 (宇宙航空研究開発機構・宇宙探査イノベーションハブ)

  • 研究開発課題2−2

    小型ロボット群の構築による，自律的な情報収集と，居住モジュール開発支援・自己修復に必要な，自律分散ロボットシステムの構築

    渡辺公貴 (同志社大学・生命医科学部)

プロジェクトメンバー

木村真一

東京理科大学・創域理工学部

外部サイト
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サブプロジェクトマネージャー

山野辺夏樹

産業技術総合研究所
インダストリアルCPS研究センター

外部サイト
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渡辺公貴

同志社大学・生命医科学部

外部サイト
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プロジェクトマネージャー

上野宗孝

宇宙航空研究開発機構
宇宙探査イノベーションハブ

外部サイト
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木村真一

東京理科大学・創域理工学部

外部サイト
  • 本プロジェクトでの役割
  • インフレータブル居住モジュールの開発を担当します．
    このモジュールは，人間の細胞のように多数のセルと言う単位で構成され，これらのセルは自動で動き，周りの環境に合わせてモジュール全体の形を変えたり，部分的な損傷に対応できます．
    セルの制御を行うために，小型自律分散型の制御ユニットを開発し，これに無線ネットワーク機能を持たせる事で，圧力など情報の取得と加圧や減圧を行うバルブの制御を行う事が出来ます．
    このモジュールにより，岩などの障害物がある未知の環境で展開する際，セルが集めた情報と，周囲を調査する小型の自律分散ロボットからの情報を使い，バルブをどのように開閉するかを決め，構造物全体をうまく制御します．
    モジュールの開発に加え，3Dプリンティング技術と小型ロボット群を使って，月面で構造物を自由に作り，拡張していくことを目指しています．
    これらの構造物は互いに結合し，自動的に増殖することによって，大きな建物に拡張可能です．
    この技術により，将来の月面都市建設に向けた大きな進歩を達成することを目指しています．

サブプロジェクトマネージャー

山野辺夏樹

産業技術総合研究所
インダストリアルCPS研究センター

外部サイト
  • 本プロジェクトでの役割
  • インフレータブル居住モジュールにロボットの機能を加え，自律性を高めることに取り組んでいます．月面のような隔離された場所で人が住むための初期拠点としてのインフレータブル構造物は，居住空間としての役割だけでなく，周りの環境を調べたり，自分でメンテナンスしたりする動きをすることが期待されています．また，未知の環境で長期間使うためには，限られた資材やエネルギーの中で予想外のさまざまな仕事にも対応できる必要があります．
    さらに，月面のようなリソースが限られている状況でも多様なタスクをこなせるようなソフトロボットの開発も行います．必要な形のインフレータブルモジュールを簡単に作る技術を開発し，それらを組み合わせて，複雑な動きと強い頑丈さを実現します．しかし，流体で動かす多くのモジュールが連動するため，このシステムの機構設計や制御を最適化するのはこれまで困難でした．この困難さを克服するため，設計と制御方法の学習に役立つシミュレーションの構築と，自律的な学習手法の開発も行います．シミュレーションでは，センサー情報に基づいて形状推定の精度を自動で改善する機能を整備し，大規模なインフレータブルモジュール型ロボットの動きを模擬します．また，これらのモデル化を居住構造物のシミュレーション全体に拡張し，サイバーフィジカルシステムを活用して遠隔操作や行動計画による協調作業につなげます．これにより，小型自律分散ロボットも含むインフレータブル居住システム全体が協力して動くことを目指しています．

渡辺公貴

同志社大学・生命医科学部

外部サイト
  • 本プロジェクトでの役割
  • AIロボットによって拓く新しい生命圏の構築を目指して，月面での住居モジュールの周辺で活動する自立分散型の小型ロボット群の開発を行います．このロボット群は，月面での住居モジュール周辺の情報を自律的に収集し，住居モジュールの開発や自動的な修復を支援することを目的としています．

    研究で取り組む主な課題は以下の４点です：
    ・軟弱な地盤であるレゴリス上を移動する能力を持たせること．
    ・自律的に情報を収集する機能を実装すること．
    ・ 住居モジュールの開発と修復作業を支援すること．
    ・自律分散型のロボットシステムを構築すること．
    これらの課題を解決することで，月面における住居モジュールの効果的な運用と，長期的な居住の可能性を高めることが期待されます．

プロジェクトマネージャー

上野宗孝

宇宙航空研究開発機構
宇宙探査イノベーションハブ

外部サイト
  • 本プロジェクトでの役割
  • プロジェクト全体の企画と研究開発の統括を行います．
    また個別の研究開発課題として，サイバーフィジカルシステム全体の制御システムと必要なデータ取得システム，さらに将来の居住モジュールの各町を目指した，展開型の結合システムの開発を推進します．