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廃炉環境国際共同研究センター; 東京大学*
JAEA-Review 2026-001, 140 Pages, 2026/06
JAEA-Review-2026-001.pdf:9.25MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和元年度から英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という。)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(1F)の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、さまざまな分野の知見や経験を従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、令和6年度に採択された研究課題のうち、「燃料デブリ取り出しに向けた遠隔ロボット-計測技術の統合のための研究教育人材育成」の令和6年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、1Fにおける燃料デブリ取り出しに関して、性状把握・キャラクタリゼーションを遠隔で実現するためのロボット技術やセンサ及び放射線計測技術の開発、そして、それらの技術をシステムとして統合できる人材の育成を目指す。また、関連する研究実績や講義等のリソースを再整理することでSEEM学の構築を目指すとともに、実際の教育現場へ展開する。令和6年度の実績としては、過酷環境での放射線計測・センサ技術において、高い放射線耐性が見込める中性子検出器の最適化や放射線の入射イベントを適切に生成できるシミュレータの構築、3次元体積モデル生成のためのローバーの設計・開発を行った。また、取り出し工法に調和した遠隔ロボット技術では、遠隔操作支援のためのシミュレーション及び実機環境の構築と放射線分布推定を実現するためのセンサ構成の検討を行うとともに、運搬機能を備えたモジュール分割型軌道構造体として吊下式多腕型軌道構造体の提案、デブリサンプリングのための軽量化アームの検討、多視点遠隔操縦システム及び軌道計画器に入力するインタフェースを検討した。計測-遠隔ロボット統合技術と実証では、実スケール環境構造モデリングのための画像処理手法の開発や画像データ伝送法の検討、統合DXプラットフォームの開発、センサ・ロボットのモジュール化の基礎検討を行った。そして、廃炉工程を俯瞰した性状把握、キャラクタリゼーションでは、燃料デブリ分布推定に向けた剛体・弾性体解析手法の開発に着手するとともに、気中工法における性状把握・廃棄物管理方針を検討し、ジオポリマーの充填材として適用性を検討した。また、SEEM学の構築では、未知の課題の抽出並びに課題解決方法や高等専門学校におけるSEEM学教育を検討した。
椿 裕彦; 小泉 聡*
JAEA-Technology 2020-016, 16 Pages, 2020/11
JAEA-Technology-2020-016.pdf:2.96MB
楢葉遠隔技術開発センター遠隔機材整備運用課は、原子力災害対策特別措置法及び平成二十三年文部科学省・経済産業省令第四号「原子力災害特別措置法に基づき原子力事業者が作成すべき原子力事業者防災業務計画等に関する命令」(以下「計画等命令」という。)に対応するための日本原子力研究開発機構内の原子力緊急事態支援組織の中核を担っている。同課の重要な任務に遠隔機材(偵察用ロボット及び作業用ロボット等)の日本原子力研究開発機構内原子力施設各拠点の操作員に対する操作訓練がある。偵察用ロボット及び作業用ロボットの基本的な操作訓練の一つに、往復型通路(上から見てU字型通路)の走行訓練がある。従来同課は、当該訓練においては、その都度他課室所有の通路部材を借用し往復型通路を組上げ、対応していた。同課は、令和元年度に往復型通路の走行訓練のためのロボット訓練用ステージ(階段部を含む)を設計製作し、運用を開始した。本ステージにより当該訓練の準備の省力化がなされ、訓練日の任意設定が可能となり、また通路部材の組み替えが容易な設計から多様な通路設定が可能となった。本書は、遠隔機材整備運用課が行った、ロボット訓練用ステージの設計及び製作に関し報告するものである。
川端 邦明; 大隅 久*; 大西 献*
日本機械学会誌, 122(1211), p.16 - 17, 2019/10
本稿では、2019年5月にJヴィレッジホテルにおいて開催されたInternational Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR2019)のうち、われわれが担当したTrack3; Robot technology, remote control systemにおいて企画されたキーノートスピーチやテクニカルセッション関する報告および遠隔操作技術の周辺状況についての解説を行った。
川妻 伸二; 三村 竜二; 淺間 一*
ROBOMECH Journal (Internet), 4, p.6_1 - 6_7, 2017/02
緊急時対応偵察ロボットの可搬性が重要であることは明らかであった。そのため、日本原子力研究所(現日本原子力研究開発機構: JAEA)が開発したRESQ-Aロボットも可搬性の考慮がなされていた。福島第一原子力発電所事故の発生後、JAEAが当初想定した現場状況に合うようにRESQ-Aロボットを改造した。しかしながら、実際の現場状況は想定を超えており、福島第一原子力発電所の操作員から情報を得て、更なる改造が必要となった。実際の状況は混乱していて、原子炉建屋内には瓦礫が飛散し、仮設のケーブルやホースが敷設されていたため、偵察ロボットは制限された通路を操作員が運べ、短時間で再組み立てを行え、更に保守時の操作員の被爆量提言のため、ケーブルやタイヤもはずせるようにしなければならなかった。JAEAは福島第一原子力発電所操作員の協力を得て、JAEA-3ロボットシステムの再改造を行なった。緊急時対応偵察ロボットが可搬性の観点から分割できるようにしなければいけないというのが教訓であり、緊急時対応偵察ロボットの分割に関する基本方針を策定した。
岡 潔
JAERI-Research 2004-009, 225 Pages, 2004/07
JAERI-Research-2004-009.pdf:47.47MB
現在のロボットは、アミューズメント,福祉,防災など、さまざまな分野への適用が要求されているが、実用的な環境条件下ではシステムとして成立しているロボットは少ない。それは、ロボットが単に要素技術の積み重ねで実現できるものではなく、ロボットを構成する各要素について吟味,調整,改善等の検討を通して、各要素間のバランスを保ちながらロボットシステム全体の中で最適化される必要があるためで、多数の要素から構成されるロボットのシステムインテグレーションは、実際に使用可能なロボットを実現するうえで最も重要な課題である。本報では、このシステムインテグレーションに関する課題を解決するために、核融合施設の保守や原子力施設の事故時の救済を行う代表的なロボットシステムについて、開発に必要不可欠となる手法や要素技術について述べる。特に、ロボットに与えられた環境条件や作業条件からの観点だけでなく、ロボットのシステムバランスからそのロボットに必要となる要素技術の再構築と最適化の観点をも考慮して、実用的なロボットシステムの実現に向けた手法を提案した。これらのシステムインテグレーションを考慮した手法の提案により、核融合装置の保守や原子力施設の事故時の救済に対して実環境下で作業が可能なロボットシステムの実用化の推進に貢献した。
石川 信行; 鈴木 勝男
JAERI-Research 97-070, 20 Pages, 1997/10
JAERI-Research-97-070.pdf:0.61MB
本研究においては、原子力プラント点検作業のために、新しい概念のロボットシステム、「人間・ロボット協調システム」を開発することを目的としている。本論文では、そのために開発した2つの要素技術(自律走行プログラム・ロボット自己位置推定法)及びシステムの基本概念について述べる。開発した自律走行プログラムは、従来の自律移動ロボットの走行プログラムに、人間協調動作で必要となる随時割り込み機能を付加することにより実現した。また、高精度な自己位置推定法を実現するために、ジャイロとテレビ画像を用いた方法を提案し、その実用可能性を実験並びに数値シミュレーションにより評価した。
海老原 健一
JAERI-Tech 95-012, 53 Pages, 1995/03
原子力施設内において、自律的に移動し、点検作業を行う知能ロボットにとって、環境内での自己位置の情報は、必要かつ重要な情報の1つである。さらに、その情報を環境内の機器の配置等から得ることは、知能ロボットの作業環境に対する制限を少なくする点から望ましいことである。そこで、知能ロボットの自己位置の情報を環境内の機器の画像を用いて得るために、カラー画像から特徴点を抽出するためのプログラムを開発した。また、環境内の映像を得るための装置であり、原研情報システムセンターにおいて設計、製作を行った「原子力施設巡回点検用センシングシステム」の概要についても記述する。
加藤 一郎*; 高西 淳夫*; 久米 悦雄
JAERI-M 93-189, 39 Pages, 1993/10
日本原子力研究所では、原子力知能化システム技術の研究テーマのもとで、2足歩行ロボットの研究を行っている。これまでに、2足歩行ロボット設計研究の観点から、直進歩行に関して種々のタイプの安定動作の解析が可能なシミュレーションソフトウェアを開発した。現在これに加えて、方向転換などの複雑な歩行パターンのシミュレーションを進めている。しかし、頑強な歩行を実現するためには、ロボットが歩行中に静止した物体との接触等によって受ける外力に耐える能力も必要である。そのため、このシミュレーションに必要となる種々のデータやその外乱を伴う2足歩行技術に関して調査を実施した。本報告書は、早稲田大学における2足歩行ロボットWL-12RIII及びIVの外乱のある環境下における歩行モデルに関する調査報告であり、その機械モデル、制御システム、歩行制御法及び歩行実験について述べたものである。
神林 奨; 阿部 康昭*
Proc. of the Joint Int. Conf. on Mathematical Methods and Supercomputing in Nuclear Applications,Vol. 1, p.398 - 407, 1993/00
自然言語を理解する能力を備えたプラント保守用自律型移動ロボットを実現する第1段階として、日本語で記述された命令文からロボット行動列を生成する命令理解プロトタイプ・システムを開発した。プロトタイプシステムでは、認識-判断-実行の3つの処理を巡回的に行なう推論エンジンによって、命令理解(自然言語理解)と問題解決の能力を統合している。この巡回的な推論エンジンの採用によって、外界の情報およびロボットの自己状態にしたがった適切な処理(たとえば自然言語処理)を起動することができる。動的に変化するロボットの外界状態に柔軟に対応するために不可欠な複数問題プランニング能力が、巡回的推論エンジンと、各命令文に対する自然言語処理および問題解析の中間結果を保持する推論パケットを併用することによって、達成された。本論文では、命令理解プロトタイプシステムの要素技術である日本語理解、問題解決、および複数の問題解決を実現する手法、そして、プロトタイプシステムによるシミュレーション結果についてまとめたものである。
加藤 一郎*; 高西 淳夫*; 久米 悦雄
JAERI-M 92-197, 46 Pages, 1992/12
日本原子力研究所では、原子力知能化システム技術の研究テーマの下で2足歩行ロボットの研究を行っている。これまでに2足歩行ロボット設計研究の観点から、直進完全歩行のシミュレーションを実現した。また、現在シミュレーション結果の妥当性の検証と機械モデルの機構や特性等ハードウェアに関する問題点を明らかにするために、ハードウェア化を目的としたモデル開発を進めている。しかし、現在のロボットモデルは方向転換の自由度を持たないため、方向転換用自由度の付加に必要となる。ハードウェアに依存する種々のデータやその方向転換技術に関して調査を実施した。本報告は、早稲田大学における2足歩行ロボットWL-10Rの方向転換に関する調査報告であり、その歩行制御法、歩行実験、機械モデル及び制御システムについて述べたものである。
高西 淳夫*; 加藤 一郎*; 久米 悦雄
JAERI-M 91-197, 42 Pages, 1991/11
日本原子力研究所では、原子力知能化システム技術の研究テーマのもとで、二足歩行ロボットの研究を行っている。これまでにヴコブラトビッチの人体モデルを用いて直進定常歩行及び発進・停止歩行の完全歩行シミュレーションを実現した。今後は、シミュレーション結果の妥当性の検証と機械モデルの機構や特性等ハードウェアに関する問題点を明らかにするために、実際のハードウェアを試作する必要があり、現在ハードウェア化を目的としたモデル開発を進めている。そのため、二足歩行ロボットの設計に関する調査を実施した。本報告書は、早稲田大学における二足歩行ロボットWL-12の設計に関する調査報告であり、定常歩行、発進、停止動作を行う二足歩行ロボットの機械モデル及び制御システムの設計について述べたものである。
