[春原久徳のドローントレンドウォッチング]Vol.09 次世代社会インフラ用ロボット（維持管理・災害対応）について

ドローン産業のような黎明期の産業において、民間の各会社がその技術やビジネスアイデアを競い合うことは重要なことであるが、政府や国が産業を育てていくため、様々な施策を実行していくことも必要なことである。日本でも、内閣府、国土交通省、総務省、経済産業省、農林水産省といった機関において、ドローン活用のためのルールや施策が示され始めている。

その中でも、国土交通省は無人航空機の飛行に関する主たる規則である改正航空法の主管省庁でもあり、また、「i-Construction」といった取り組みにおいても、3次元測量といった分野でドローンの活用を示している。（コラムVol06参照　）今回は、国土交通省が積極的に取り組んでいるインフラの維持管理のためのドローン活用について、記していきたい。

次世代社会インフラ用ロボット開発・導入　

平成25年末に以下のような課題を解決するために、ロボット開発に関する提案が国土交通省および経済産業省から提示され、2年間に渡って、現場検証がなされてきた。

現状と課題

取組み内容



この取り組みを通じ、評価されたソリューション、特に災害対応（災害状況調査・災害応急復旧）においては、一部実際の現場での活用が進んでいる（今回の熊本や大分の震災でも、一部では状況調査において、ドローンが使われた）。

インフラ維持管理

2012年の年末に中央高速の笹子トンネル天井板落下事故が起きたことを契機に、日本においてもインフラの維持管理に関しての対策の議論がされ始めた。

米国においては、1930年代のニューディール政策により大量の道路橋が整備されたが、1980年代初めまで、メンテナンスに十分な予算措置がされず、道路橋の老朽化による崩落、損傷、通行止めが相次ぎ、「荒廃するアメリカ」と呼ぶことさえありました。一方、日本では、1960年代の高度経済成長期に大量の橋が架けられ、それが50年を迎える時期に入ってきており、適切にメンテナンスを行うことがひっ迫の課題となっている。


出典： 国土交通省国土技術政策総合研究所資料　第693号
2012　平成23年度道路構造物に関する基本データ集

国土交通省は、全国2m以上の橋は約70万橋に上るものに対して、2014年度7月に省令で、5年に一度の近接点検の義務化を制定した。（1年に橋が14万橋、それは、1日に換算すれば、380橋に及ぶ）この省令施行より１年経過したが、その実施率は10%程度であり、その進捗は鈍い形になっている。これは様々な要因があるが、主たるものは、国土交通省が所管する社会資本は、市町村管理の割合が大きく（橋梁の場合、市区町村管理が６８％に及ぶ）、また、その橋梁管理の技術者に関して、平成２４年7月時点で、町の約５割、村の約７割で、土木技術者が存在しない形になっている。



橋梁維持管理のロボット技術

こういった橋梁維持管理の問題解決のため、ロボット技術の活用に関して、平成26年度より現場検証を行い、平成28年度から現場への試行的導入を実施し、その後の本格導入を目指すこととした施策を行ってきた。橋梁検査に関して、その重要な作業は、近接目視点検と打音検査となっている。この作業実施および支援するための技術・システムの開発が行われてきた。

先々月末（平成28年3月30日）に「橋梁維持管理技術の現場検証・評価の結果」が公表された。（これは橋梁維持管理だけでなく、トンネル維持管理や水中維持管理に関する結果も公表されたが、今回は紙面の都合上橋梁維持管理に絞って解説したい）
応募が26技術、24者。そのうち、5技術が辞退もしくは選外となったため、21技術が現場検証を行った。この現場検証も、要素検証技術と実用検証技術に分かれている。

要素検証技術とは、現時点では技術･システムの一部が開発段階にあり、本来の技術･システムとしてではなく、構成する一部の要素技術を用いたデータ収集や各要素の稼働状況などの確認を目的として現場検証を実施した技術。または、検証現場の使用上、構造上の制約等によりシステムとしての検証がおこなえず、データ収集や各要素の稼働状況等の確認を目的として現場検証を実施した技術。実用検証技術とは、現段階で実現場での利用可能性があると判断される技術であり、実際の使用を想定した現場検証を実施した技術。

要素検証技術が、4技術で、実用検証技術が、17技術となっている。今回現場検証を実施したロボット技術は、『移動機構』として「飛行型、懸架型、車両型、ポール型、吸着型等」、『センサー』として「カメラ、赤外線等」、『データ処理』として「損傷自動抽出・解析、オルソ化、3次元化等」と、これらの組合せにより多種多様に構成されているが、この項では飛行型に絞って、その詳細を見ていきたい。飛行型（無人航空機）においては、要素検証技術が、１技術で、実用検証技術が、７技術が、検証されている。



定期点検の作業過程におけるロボットによる支援イメージ

この検証に関して、以下の評価方法で各技術に関しての評価がなされる。

評価方法

(1)総合評価

今回の現場検証で確認した事項を挙げ、ロボット活用の目的である橋梁点検に対する支援効果の程度を考察し、総合的な評価の結果として「試行的導入」に向けた位置付けとして、次の4クラスに評定する。

Ⅰ．試行的導入に向けた検証を推奨する

今回の諸条件下での検証において、点検支援（点検情報の取得･記録）での効果を有する可能性が高いことが確認され、試行的導入に向け更に種々の条件を想定した検証が望まれる技術。

Ⅱ．課題の解決を前提に、試行的導入に向けた検証を推奨する

今回の諸条件下での検証では、公募で求める基本要件との整合性や、安全性、信頼性などにおいて若干の課題が残り、現状では点検支援（点検情報の取得･記録）での効果が限定的となることが判明した技術。

今回確認された課題の解消により、早期に実用レベルでの支援効果が得られる可能性があることから、課題の解決を前提として試行的導入に向けた種々の条件を想定した検証が望まれる。

Ⅲ．課題への対応･結果により、試行的導入に向けた検証を推奨する

今回の諸条件下での検証では、公募で求める基本要件との整合性や、安全性、信頼性などの基本的な要素に係る課題があることが判明した技術。
試行的導入に向けた検証に先立ち、今回確認された課題への対応と、その結果の検証が必要である。

Ⅳ．今回は十分な検証ができていない

今回の諸条件下での検証では、機器・システムの不調や開発途上などの理由により、提案されたシステムでの検証に十分なデータが得られなかった技術。
今後の開発状況をみて検証の可能性を検討する必要がある。

この評価に基づき、平成28年度より試行的導入の実施がされていくもの。飛行型（無人航空機）の実用検証技術に関して、橋梁点検の近接目視点検に関しては、ある程度の成果が見込まれるものが出てきているが、その精度の向上や安全性といった点に関して課題があるものが多く、その改良が求められている。また、打音検査に関しては、その検査に関して、まだ際立った成果が見られるものが出てきていない。

概要は以下となっている。

また、ニュースリリースや各ドローン展の出展でも話題となったNECの打音点検用飛行ロボットであるが、今回の検証においては、要素技術の検証となっており、まだ、実用検証には至っていない。概要は以下の通り。

今年、平成28年度に関しては、上記の課題解決や改良・開発事項が行われる中で、徐々に、その橋梁点検業務をサポートする形の中での、活用が進んでいき、その技術が進んでいく中で、より省力化されて安全で確実な橋梁検査を行うドローンシステムといったものが構築されていくものと思われる。