つくばチャレンジは、自律型ロボットが、実際に人が生活する街の中で「安全かつ確実に動く」ことを目指す技術チャレンジだ。まだ比較的歴史が浅く、2007年11月に第1回が、2008年11月に第2回が開催され、今年で3回目の開催となる。
つくばチャレンジでは、毎回、ロボットが実環境の中で実現するべき動作を「課題」として定義し、その課題の達成を目的とする。第1回目の課題は、つくば市内の約1kmの遊歩道を、外部からのサポートを受けずに自律でゴールまで走行することであり、33台のエントリー中(実際に走行したのは27台)3台が、見事に課題を達成した。第2回目の課題も距離は約1kmだが、ほぼ直線コースだった第1回とは異なり、スタートから500m地点でUターンして折り返すマラソン方式になった。
第2回目は、つくばエキスポセンター前やつくば美術館前を通る、より人通りや障害物が多い場所で行なわれたため、難易度は格段に高くなり、50台のエントリー中(実際に走行したのは47台)、課題を完全に達成したのはわずか1台という結果になった。
3回目となる今回は、コースがさらに複雑になり、路面状況が異なるさまざまな場所をクリアすることが要求されている。つくばチャレンジの本来の目的からいえば、あらかじめ発表したコースを走らせるのではなく、当日コースが発表され、ぶっつけ本番で臨むというのが理想なのであろうが、現在のロボット技術では非常に難しい。そのため、実際には、本番の前に何度か現地で試走会が開催され、GPSやLRFなどを利用したコースマップのデータ取りや、ロボットの足回りや自己位置推定、経路探索アルゴリズムの検証などが行なわれている。今回も、すでに8月1日(土)、8月23日(日)、9月11日(金)、10月4日(日)、10月23日(金)、11月7日(土)と6回の試走会が行なわれている。そこで、11月7日に行なわれた試走会の様子をレポートしたい。
● つくばエキスポセンターを出発して公園を回って戻ってくるコース
つくばチャレンジ2009のエントリーはすでに締め切られており、大学や研究機関、企業、有志、個人など、合計72チームがエントリーしている。11月7日に行なわれた試走会では、40を超えるチームが参加し、試走や調整を繰り返していた。
まず、今回のつくばチャレンジ2009のコースを紹介しよう。つくばチャレンジ2009のコースは、つくばエキスポセンターの敷地内からスタートし、つくば公園通りを右折し、道なり進んでいく。つくば公園通りは、人や自転車がそれなりに通る道であり、つくばチャレンジでは進行方向に対して道の左側を利用する。突き当たりを左に曲がると、ちょっとした広場に出るが、11月20日(金)に行なわれるトライアル走行のゴールがこの広場内に設定される。
ちなみに、昨年までのトライアル走行の距離は約100mであったが、今年は約140mと長くなっている。そのまま道なりに進んでいき、横断歩道の手前を左折する。さらに直進して、レストハウス南の入り口を左折し、中央公園内に再び入る。レストハウス手前の道を右折して進むと、木々が茂った道になる。その道をさらに進むと、左手に芝生広場が見えてくる。芝生広場を左手に見ながらぐるりとターンし、つくば美術館の前に出る。そのまま、池の横の遊歩道を進んで、つくばエキスポセンター方面に向かう。
前回のゴールはスタート地点と同じであったが、今回は、つくばエキスポセンター内ではなく、左折して池の上の橋を渡り、レストハウスを右に曲がり、坂を下って池の横の広場に出る。ゴールのゲートはこの広場の中に設置されており、ゲートをくぐって自動的に静止することで、課題達成となる。
文章で書くとややこしいが、要するに中央公園をぐるっと一周して戻ってくるコースだと考えればよいだろう。距離は1km強とのことだが、前回に比べてカーブが多く、路面も石畳あり舗装道路ありとバラエティに富み、アップダウンも頻繁にある。コースの難易度はさらにアップしたといえるだろう。
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| 昨年と同じく、つくばエキスポセンターの敷地内からスタートする。ゲートから出たら、右に直角に曲がる | スタート地点のゲートを出て、右を向いたところ | 道の左側がコースとなる |
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| 突き当たりを左に曲がる | 左に曲がるとちょっとした広場があり、トライアルのゴールがここに設定される | 白いテープが貼られている場所が、トライアルのゴールとなる。スタート地点からの距離は約140m |
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| 道に沿ってさらに進む | 奥に見えている緑のコーンまで進む | 横断歩道の手前を左に曲がる |
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| 道に沿って直進する | 道なりに進む。先のほうで右にややカーブしている | 左に曲がって、レストハウス南の入り口から公園内に入る |
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| 入り口を入って、奥に進む | 奥に見える白い建物がレストハウスだが、その手前の道(青いトイレの案内が出ているところ)を右に曲がる | 右のオレンジ色の道を進む |
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| 道に沿って進んでいく。奥に見える分岐は右側に進む | このあたりは大きな木が茂っており、日陰になっている | 道に沿って木々の間を抜けていく。道は左右にカーブしている |
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| さらに進むと、左手に芝生広場が見えてくる | 芝生広場の横を進んでいく | さらに進むと道は左に大きく曲がる |
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| 階段の上の部分は、石畳状になっている | 道に沿って進んでいく | 茨城県つくば美術館の手前に出る |
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| 左に曲がって、つくばエキスポセンター方面に向かう | 道の左側(緑のコーンの左)を進んでいく | まっすぐ進むと左手に池が見えてくる |
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| 池の横の遊歩道を進んでいく | さらに進んで左に曲がる | そのまま進んで、つくばエキスポセンターの前を通過する |
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| 左に曲がって、池の上の橋を渡る | 橋の左側を進んでいく | レストハウスのところを右に曲がる |
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| 坂を下りていく | 坂を下りて右に曲がるとゴールのゲートが設置されている | 中央に見えるゴールゲートを通過し、自動的に静止すれば、課題達成となる |
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| ゴール手前の下り坂は、それなりに勾配がある |
● 各チームの状況は千差万別
まず最初に、つくばチャレンジ委員会委員長の油田教授が挨拶と説明を行ない、次に、各チームの安全管理責任者(緑色ベストを着用)を集め、安全管理についてのミーティングが行なわれた。つくばチャレンジは、公道を利用した屋外での技術チャレンジであるため、安全管理には特に注意が払われている。コースの主要箇所には、つくばチャレンジ2009実施中を示す立て看板とスタッフが配置され、通行人に注意を促すようになっている。
また、各チームには必ず安全管理責任者が必要であり、ロボットの10m程度前方を常に安全管理責任者が歩いて、安全を確保することが要求されている。また、ロボットの安全性に対するチェックも厳しくなり、金属フレームが露出していたり、配線が剥き出しになっているようなロボットは、そうした部分が改善されるまで、試走が許可されていなかった。
今回は6回目の試走会であり、本番まで約2週間しかないということもあり、以前からつくばチャレンジに参加しているチームは、かなり完成度の高いロボットを持ち込んでいた。筆者も、全てのロボットをチェックしたわけではないが、宇都宮プロジェクトチームの「アロマックス2」や防衛大学校情報工学科ロボット工学研究室チームの「Smart Dump 3」、Scuderia Frola AISTチームの「Marcus」などは、ゴールまでの自律走行をほぼ成功させていた。
以前に比べて、難易度が上がったためか、ロボットの大型化が進み、駆動力が足りず段差などで立ち往生しているロボットはあまり見掛けなくなった。もちろん、現時点でほぼ課題を達成できていたチームはそれほど多くはなく、自律ではなくリモート操作でデータ取りを行なっているチームや、ロボットを台車に乗せて手で動かしてデータ取りを行なったり、ロボットの実機を持ち込まず、完全に人力でデータ取りを行なっているチームも見られた。本番の11月20日、21日までに、あと3回試走会が行なわれるのだが、その最後の追い込みが明暗を分けることになりそうだ。
昨年は、100mのトライアル走行を達成したロボットが22台で、そのうちわずか1台のみが本走行をクリアしたのだが、今年の課題をクリアするロボットは何台出るのだろうか。本番が楽しみだ。
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| 最初に筑波大学の油田教授が、挨拶と説明を行なった | 各チームの安全管理責任者(緑色ベストを着用)を集めて、安全管理についてのミーティングが行なわれた | コースの主要地点には、つくばチャレンジ2009実施中を示す立て看板が設置されている |
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| 立て看板には、人や自転車が通る部分とロボットが走行する部分が図示されており、わかりやすい | ロボットの準備を行なっている大阪工業大学情報科学部・ひらかた産学ジョイントチーム | 試走前にレギュレーションチェックと安全チェックが行われる。フットプリントについては、緑色のテープ内にロボットが収まっていればOK |
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| 【動画】Scuderia Frola AISTチームの「Marcus」のスタート直後の様子。車椅子ベースのロボットだ | 【動画】防衛大学校情報工学科ロボット工学研究室チームの「Smart Dump 3」の走行の様子。スタート後、右に曲がっていくところ。走行は安定しており、速度も速い | 【動画】試走会では、スタート間隔が短いため、先行したロボットに後発のロボットが追いついて、一緒に走行する場面も見られた。一番前が「Marcus」、次が宇都宮プロジェクトチームの「アロマックス2」、一番後ろが「Smart Dump 3」だ |
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| 【動画】3台のロボットが直角コーナーを曲がろうとしている様子。互いにぶつかったりしているが、最終的にはうまくクリアしている | 【動画】併走している「Marcus」(左)と「Smart Dump 3」(右)。Smart Dump 3のほうが速度が速いので、後ろから追いついてきた | 順序は入れ替わったが、3台のロボットが見事に併走している |
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| 【動画】一番左を走っている「Smart Dump 3」が「Marcus」を追い越した様子 | 【動画】順調に走行を続ける「Smart Dump 3」 | 【動画】レストハウス南の入り口から再び公園内に入る「Smart Dump 3」 |
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| 【動画】右折してレストハウスの手前の道を進む「Smart Dump 3」 | 【動画】左折してゴール直前の橋へと向かう「Smart Dump 3」 | レストハウスに向かう橋を渡っている「Smart Dump 3」。橋の幅はかなり広い |
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| 【動画】橋を渡って、ゴール手前の下り坂へと向かう「Smart Dump 3」。路面の石畳には結構段差がある | 【動画】「Smart Dump 3」は、ゴールのゲートの横を通過してしまったが、これは本日1回目の試走であり、まだゴール位置をロボットが知らなかったためだ | 【動画】ゴール位置を「Smart Dump 3」に覚えさせて、再チャレンジしたところ、見事にゴールのゲートを通過し、自動的に停止した |
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| 大阪工業大学情報科学部・ひらかた産学ジョイントチームの「ベルカ」。タイヤではなくクローラーによって駆動される | 名古屋大学情報工学コースチームATの「AT10号機プロトタイプ」。アルミフレームや配線などが剥き出しであり、安全性に問題があるとされた | AT10号機プロトタイプは、フレームの角に緩衝材を貼るなどの対処が施され、試走が認められた |
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| 宇都宮大学尾崎研究室Aチームの「arim」。黒いビニールで覆われているのは、まだ外装が完成していないためとのことだ | 宇都宮大学尾崎研究室Bチームの「ERIE」 | 【動画】宇都宮プロジェクトチームの「アロマックス2」の走行の様子 |
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| 【動画】富士ソフト/筑波大学MRIMプロジェクトの「TUFS2009」の走行の様子 | 関東相撲ロボット研究会チームの「越GO-YOITER・v2.1」。今回は自律ではなく、リモート操作でデータ取りを行なっていた | 大阪工業大学情報科学部・ひらかた産学ジョイントチームの「ベルカ」。最初は自律で動かしていたが、後半は台車に乗せてコースを一周し、データ取りを行なっていた |
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| ロボットの実機を持ち込まず、人力でのデータ取りに専念しているチームもあった | 【動画】圭司と愉快な仲間たち2009チームの「ハマボウ」の走行の様子。クローラータイプのコンパクトなロボットだ | 【動画】東北大学 田所研究室のチーム「anemone」の走行の様子。セグウェイベースのロボットだ |
