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技術とアイデアで、清流に再生! 「堀川エコロボットコンテスト2008」レポート
~名古屋城築城400年に向けて、カウントダウンスタート!


堀川エコロボットコンテスト2008。金色の希望(製作:愛知工業高等学校 化学工業科)。堀川開削の歴史にちなんで名古屋城をモチーフにしたロボット
 8月24日(日)、名古屋市北区の北清水親水広場で「堀川エコロボットコンテスト2008」が開催された。主催は名古屋工業大学、名古屋堀川ライオンズクラブ。

 堀川エコロボットコンテストは「清流の再生を夢の技術で」をキャッチフレーズにして、小学生から大学生、および企業と一般市民が製作した堀川の環境改善ロボットを披露する場だ。2005年から毎年開催され、今年で4回目を迎えた。当日は、県内外から過去最大の71台のロボットが出場した。

 コンテスト前夜から降り始めた雨は、次第に激しくなり朝まで続いた。雨天決行とはいっても、この雨では無理か? と思ったが、6時過ぎに止んでコンテストは無事に開催された。

 通常の川なら前夜にあれだけの降雨があれば、水量が増え流れが激しくなっているものだ。しかし、会場の北清水親水広場に流れる川は、水が濁ってはいるものの水面は静かだった。こうした風景にも、堀川の水質汚濁の要因が垣間見える。

 堀川は、400年前に名古屋城築城のために作られた人工川だ。そのため、高低差が少なく、独自の水源もない。水の流れは、潮の満ち引きに合わせて行き来するだけで、川本来がもつ浄化作用が失われているのだ。

 かつての堀川は、地域で生活する人々の憩いの場所として長く親しまれてきた。だが、大正時代の終わり頃、名古屋が産業都市へと発展するにつれて、水質汚濁が目立つようになった。堀川が抱える水質汚濁の問題は、川の成り立ちや下水処理方式の問題、伊勢湾から逆流する海水に含まれる塩分など、さまざまな要因が絡み合っているという。

 現在の堀川は1960年代の汚濁ピーク時と比較すると、かなり改善されてきたそうだ。場所や季節によっても違うが、北清水親水広場のあたりは透視度が100cmになることもあるという。そのように改善の兆しがあるとはいえ、まだまだ清流と呼ぶにはほど遠い状態だ。

 このコンテストは、地味なテーマである環境活動を、夢のあるロボット技術で改善することで、多くの市民に興味を持ってもらい堀川について考えるきっかけとするのが目的だ。

 参加ロボットは、最先端テクノロジーを使ったものとは限らない。堀川の美化や環境の改善を目的とするもの、また堀川をアピールする装置やアート作品も広くロボットとして扱われている。優れたロボットや、アイデアあふれるシステムを紹介しよう。


堀川エコロボットコンテスト参加者の受付 開会式 大会実行委員長 藤本英雄氏(名古屋工業大学大学院教授 ものづくりテクノセンター長)

大学等の水質改善装置の研究発表

 水上で動き回るロボット達の派手さと楽しさはないが、大学や企業の研究発表がやはり面白かった。

 名古屋市立工芸高等学校情報科は、第1回目から参加している。今年の「パスルーズ改二乗 GR」は、これまでの集大成といえるシステムで、過去に培ってきた技術を組み合わせているそうだ。

 「パスルーズ改二乗 GR」は、ポンプでくみ上げた水をろ材を詰め込んだ水槽の中を通過させ、ろ材に付着している微生物の力で水中にたまった有機物を分解する仕組み。ろ材には、手に入りやすいヤクルトの空き容器を使用している。ヤクルト容器は、食品容器として認められている安全性と微生物が蕃殖しやすい凸凹した形状で、ろ材として優れているという。

 ヤクルトろ材は、既にヤクルトA&G水浄化システムや、岐阜県の境川、岡山県倉敷市のチボリ公園内池などで実用化されているという。同チームは「パスルーズ改二乗 GR」のために2,000本の容器を集めたそうだ。

 装置の裏に設けられた通路は、パネルを踏むと天秤ふいごで水槽の中に空気を送り、水中の微生物を活性化させる人力浄化装置になっている。通常ゴミとして処分される身近な容器をろ材とした点と、見学者が参加できるシステムで面白い展示になっていた。


パスルーズ改二乗 GR(製作:名古屋市立工芸高等学校)。ヤクルトろ材を使って水を浄化するシステム 水槽に沈められたヤクルトろ過材。2,000本集めたそうだ

 名古屋工業大学リバーラボの「堀タイダリズム」は、潮の満ち引きに伴う塩水遡上を視覚的に表すシステムだ。堀川の水質悪化には、塩分濃度が高い海水が入ってくることも影響しているそうだ。塩水が浸入すると水中の酸素が低下し、また流れが停滞するためにヘドロが溜まりやすいという。

 「堀タイダリズム」は、干潮・満潮を流量調節付の水中ポンプで再現し、色をつけた塩水が淡水に入ってくる様子(塩水遡上)を再現し、見て理解できるようにしている。多くの人に塩水遡上の問題を意識してもらうのを第一の目的としている。

 また、川の途中に堰を設けることで塩水の遡上を阻止できることも解説し、可動式の堰を設置する提案をしていた。多くの参加者が説明を聞き、積極的に質問をするなど関心を示していた。


【動画】堀タイダリズム(製作:名古屋工業大学リバーラボ)。潮汐による塩水の流動を可視化するシステム 多くの参加者が興味深く実験の説明を聞いていた

 株式会社テクノ中部 堀川に魚を棲まわせ隊の「シジミ型水質浄化ロボット改良II型」は、タニシとシジミを使った水質浄化ロボットだ。一昨年にエコロボットコンテストが開催された納屋橋は、今年の会場よりも下流のため水質も悪く、水中に酸素がほとんどなかったそうだ。そのため、用意した貝は半日で死滅してしまったという。

 今年は、納屋橋周辺よりも水質がよいことが分かっていたため、タニシ2kgとシジミ5kgを4段の棚に入れ、上から水を通してろ過した。濁度を計測すると、80ppmがろ過後に40ppmとなっていた。人工動力を使わずに、ゆっくりだが着実に水質改善するエコロジーなシステムだ。

 大同工業大学工学部都市環境デザイン学科大東研究室は、「ヘドロ水浄化ロボット ウォーターエコ3号」のデモンストレーションを水上で行なった。同チームは、川底に体積したヘドロが水質悪化や悪臭の原因であると考え、ヘドロ回収のエコロボットを作成した。

 まず簡易汚泥ポンプでヘドロ水を吸い上げ、凝集剤でヘドロを沈殿させる。その後、上澄みの水をスーパーバブル装置にかけて溶存酸素を増やしてから川へ戻す装置だ。溶存酸素の数値を電光掲示板に表示し、リアルタイムに確認する機構も作った。


シジミ型水質浄化ロボット改良II型(製作:堀川に魚を棲まわせ隊)。タニシとシジミが4層で水質を改善する 【動画】ヘドロ水浄化ロボット ウォーターエコ3号(製作:大同工業大学工学部都市環境デザイン学科大東研究室)。川底のヘドロを沈殿させ、上澄みの水に酸素含有量を増やしてから川へ戻す装置 会場で活躍したロボット洗浄装置。株式会社三協の緊急用可搬型浄水装置 EF-P1が川の水を浄水し、ロボットの洗浄水を提供した

一般部門:環境調査や水質改善を目指すロボット

 一般部門は特別なテーマがなく、堀川の浄化や美化、環境や親近感を向上する装置が登場した。センサーで水質チェックや川底の地形解析をするロボット、ばっ気や炭で水質改善するロボットなどがあった。

 今大会の脱力系ロボットNo.1が起工業高校 化学工業科の「IIUKM」だ。川面にたたずむ巨大亀は2リットルのペットボトル46本を浮力として、人力で動く。人が寝そべっている下には炭が敷いてあり、炭で水を浄化しているそうだ。「作る事と出場することを楽しみたかった」とメンバーは笑っていた。

 可愛かったのは、よっしゃ! TAKEDAの「堀川見はり番」。堀川のイメージキャラクタ「ホリゴン」のロボットだ。製作者の矢野久美子さんは、同コンテストのパンフレットを見て初めてホリゴンを知ったという。「こんな可愛いキャラクタがいるのなら、もっとアピールしたい」と考えて、出場を決めたそうだ。

 「堀川見はり番」は、センサーで酸性度、酸素量などをチェックし、「音」と「光」で結果を伝える。ホリゴンが静かに水上を散歩している時は、水質良好。頭につけたパトライトがピカピカ点滅し、音楽を鳴らしていたら、要注意。矢野さんは、電子工作は全く初めてで、パーツ屋さんでやりたいことを伝え、必要なものをそろえてもらって、1つ1つ教えてもらいながら作ったそうだ。「堀川見はり番」は、(財)中部産業活性化センター賞を受賞した。

 DIT-HL(ディット ハシラボ)の「Becken」は、その名の通りボディがたらい(ドイツ語でBecken)でできている。2基のプロペラで前後左右自由に移動するだけでなく、GPSによって自律移動できる。たらいの底に超音波ソナーが設置されていて、川底の地形を解析し、汚れの原因となるヘドロや沈殿物が多くたまる場所を特定することで川の清掃効率をアップする。

 地形解析だけではなく、水中に空気を送り酸素濃度を高める装置も搭載、エコロジーを意識してソーラーパネルを動力の一部に使うなど、さまざまなアプローチで環境問題に取り組んでいた。


【動画】IIUKM(製作:起工業高校 化学工業科)は、人力で動く巨大な亀。人が寝ている下に墨が敷いてあり、流れ込んでくる水を浄化している ペットボトル46本で重量80kgまで乗ることができる。中は大変暑いらしい 遊麗船(製作:東山工業高校 派威励津)。電気分解装置を搭載しており、水を電気分解して発生した水素を動力にする。酸素は水中に入れて、水中の酸素濃度を高める

堀川見はり番(製作:よっしゃ! TAKEDA)。堀川のキャラクタ「ホリゴン」。センサーを使い、酸性度や水温を「音」と「光」を使って知らせる 「堀川見はり番」を支える支柱。この中にセンサーを通している。浮き輪は自転車の古チューブをリサイクルした 【動画】4本足の海神~ワタツミ~(製作:株式会社高木製作所)は、陸上でも歩くことができる。青色LEDの光で水を浄化し、赤や緑のLEDで魚を集める

Becken(製作:DIT-HL)。超音波ソナーで川底の地形を解析する情報収集ロボット プロペラを2基搭載しており、前後左右自由に移動可能。中央の超音波ソナーで、川底の地形を解析する 【動画】魚虎(製作:HRF)。尻尾はひとつのサーボで3カ所動くようにリンク構造になっている。尻尾の先のペットボトルが水を汲み、口から噴きだす。ヒレと口を動かして、泳ぎながらゴミを食べる

課題部門:河川敷や水中のゴミを集めるロボット

 今年から、新たに課題部門が設立された。河川敷に設置しペットボトルや空き缶などのゴミを集める部門と、実際に水に入り集めたゴミの量を競う部門だ。

 河川敷には、ゴミを投げ入れると音がするもの、スロットが回るものなどゲーム性があるゴミ箱や、分別式ゴミ箱などが多数展示された。

 助光中学 ざ・大嶋は、的にゴミを命中させると音を鳴らす「的当てごみ箱」を作った。当日の朝に設営した時は、ペットボトルと空き缶を分別していたが、途中で、ペットボトルとキャップ・ラベルの分別に切り替えていた。現場の様子を見て、何が必要とされているかを考え判断した点が素晴らしい。一番、たくさんのゴミを集めていた。


堀川の周囲にあるゴミを回収するエコロボット。面白いデザインのゴミ箱がたくさん並んでいた 的当てごみ箱(製作:助光中学 ざ・大嶋)。ゴミが的に当たると音がする。遊びながら河川敷をきれいにするアイデア 展示中に、分別の右側をペットボトルのキャップ/ラベルの分別に変更した

グルピカロボット(製作:助光中学 ボロッツ)。ペットボトルを入れるとスロットが回るゲーム機能付 智紀猫ランチタイム(製作:助光中学 猫の教団)。「川にゴミが捨てられると大好物の魚が食べられない~」と訴える猫型ゴミ箱。レバーを踏むとしっぽが動く 当日参加のロボット。幼児用の手押し車にゴミ箱を乗せ、親子で会場内のゴミを集めて歩いた

 水中のゴミを集める課題には、14チームが参加した。ゴミを集めるために、ロボットが水上を自走して動き回るタイプと、人力で集めるタイプがあった。各チームのユニークなアイデアを写真と動画で紹介する。

 倉敷工業高校 課題研究班の「縦横無尽」は、昨年の経験から校歌が両岸に聞こえるようハンドスピーカーから大きな音で校歌を演奏しながら、川を縦横無尽に動き回っていた。船体の両脇につけた網で、ゴミを取り込んでいる。同ロボットは、名古屋市長特別賞を受賞した。

 網を引くのに2台のロボットを使ったのが、名古屋市立工業高校 環境技術科の「エコむし2」だ。黄色の羽をつけたむしが、網を引きながら水上を移動しゴミを囲い込んで戻ってくる。水面のゴミを逃がさないように、発泡スチロールのフェンスを取り付けるなど工夫をしたという。

 親子で参加したチーム三兄弟の「Haul Netter」は、ブイをつけた網を引いてゴミを集めた。左右にある4つのスクリューをそれぞれ動かすことできるので、前後進・方向転換だけでなく、その場で回転など小回りがきく。兄弟が仲良く操縦していた。


縦横無尽(製作:倉敷工業高校 課題研究班)。本体の両側にある2つの網で水上のゴミを拾いながら、動き回る 【動画】エコむし2(製作:名古屋市立工業高校 環境技術科)。2台のロボットの間に張った網でゴミを集めながら動き回る

【動画】Haul Netter(製作:チーム三兄弟)。左右にある4つのスクリューをそれぞれ動かすことで、自由に動き回ることができる。ブイがついた網を引いて、ゴミを集めるロボット チーム三兄弟が集めたゴミ。水藻が多かった

 助光中学 おたまじゃくしのジャクソンの「ジャクソン」は、ロボットの前面についたカゴでゴミを集めるタイプだ。助光中学校は、多数のロボットで参加した点を評価されて、学校全体で、名古屋市教育委員会賞を受賞した。

 堀川に魚を棲まわせ隊の「でんでん虫型ゴミ回収ロボット」は、背中に巻いたホース状の風船に空気を入れると、ホースが伸びる勢いででんでん虫が水上を進むという仕組み。実際はなかなか上手く動かず、対岸からロープで引き寄せていた。水上に浮遊するゴミをホースがせき止めると、人が岸から網ですくい上げる。


ジャクソン(製作:助光中学 おたまじゃくしのジャクソン)。水上に浮かんでゴミを回収する 【動画】でんでん虫型ゴミ回収ロボット(製作:堀川に魚を棲まわせ隊)。棒状の浮き輪に空気を入れると、空気圧ででんでん虫が向こう岸まで進む予定だった 向こう岸まででんでん虫を進めた後、ホースでせき止めた水面に浮遊しているゴミを集めつつ、戻ってくる。川岸に寄せた後、網でごみをすくい上げる

 人力でゴミをすくうのは、プロジェクト堀川&新聞部の「キャッチャー ホリゴン」と、チームひょっとこ隊の「堀川浮遊ゴミ大好き[漉き]」もやっていた。

 「キャッチャー ホリゴン」は、UFOキャッチャーの要領で川に流れてくるゴミを拾うシステムだ。対岸まで2本のロープを渡し、上のハンドルを回すとカゴが前後に動き、下のハンドルで上下に動く。2人が協力してハンドルを回さないと、ゴミを拾えない。「次はあのゴミをすくうぞ」「もう少し右右」などと、ゲーム感覚で楽しそうだった。

 「堀川浮遊ゴミ大好き[漉き]」は、2本の太い竹棒の間に網を取り付けて、一方を水中に沈める。頃合いを見て、沈めた竹を引き上げるとゴミがたくさん集まっているという、シンプルかつ力業な方式だった。

 ここまで人力だと、「ロボットってなんだろう……」という疑問が胸をかすめるが、このコンテストでは、前述のゴミ箱も「エコロボット」なのである。競技の結果、一番ゴミを集めたのが、「堀川浮遊ゴミ大好き[漉き]」だった。


【動画】キャッチャー ホリゴン(製作:プロジェクト堀川&新聞部)。2つのハンドルを回し、UFOキャッチャーのようにカゴを動かして、川のゴミ拾いをするシステム 【動画】堀川浮遊ゴミ大好き[漉き] (製作:チームひょっとこ隊)。漉き網で、浮遊ゴミを回収するシステム。部門優勝ロボット

2010年、名古屋城築城400年記念に向けてカウントダウン

 堀川エコロボットコンテストは、河川の浄化を行政だけに任るのではなく、一人でも多くの市民が、川に関心を持つことで環境問題を考えるきっかけにすることが目的だ。

 研究室の中だけで環境改善を考えるのではなく、ロボットの定義を思いっきり拡大解釈して、誰もが参加できるコンテスト形式にした点が楽しい。実際、参加者の多くから「工夫してロボットを作るのが面白い」「堀川に関心を持つようになった」という声が聞かれた。

 2010年には、名古屋城が築城400年を迎える。築城の物資を運ぶために掘削された堀川も同時に400歳となる。そこで、名古屋開府400年協賛事業として、2010年のエコロボットコンテストは累計400台参加を目指しているという。来年度も多くの参加者達が、ユニークなアイデアで堀川の浄化取り組むことを期待したい。


URL
  堀川エコロボコンテスト
  http://www.qitc.nitech.ac.jp/ecorobocon/
  名古屋堀川ライオンズクラブ
  http://www.horikawa-lions.com/

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名古屋「第3回堀川エコロボコンテスト2007」レポート
~ロボットの技術で清流を再生(2007/08/30)



( 三月兎 )
2008/09/02 00:02

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