システム情報系　川村 洋平　准教授

　直径３?４cm、長さ20cmほどの掘削用ドリル。よく見ると、ドリル部分が二段階になっていて、それぞれが逆回転するしかけが組み込まれています。川村さんが発明した二重反転ドリルです。一方向だけに回転する従来のドリルよりもずっと楽に掘削できる優れものです。ドリルで穴を掘り進めるには、上から強い力で押さえつけないと空回りするだけで前進しません。それに対して、逆回転する２つのドリルだと、互いの反発力を打ち消しあうため、強い力で押さえつけなくてもスムーズに直進します。このドリルにヘビのようにグニグニと動くロボット機構を付けた上で、土を採取する窓や、土壌の成分や埋設物を検知するセンサーなどを装着すれば、自在に掘り進みながら地中の状態をモニタリングできる「モグラロボット」が実現します。ロボティクスの分野では、ドローンに代表されるように、上空・海中・地表の自動探査は進んでいます。それなのに、地中にはほとんど目が向いていませんでした。しかし、建築工事前の地盤調査や、地滑りの原因となる地中の水分調査、地中の有害物質量を測る環境アセスメント、さらには、砂の層に近いといわれる月面の掘削など、モグラロボットの応用範囲は無限大です。その可能性を開くのが、川村さんが発明した二重反転ドリルです。

　これだけでも注目を集める成果ですが、掘削は川村さんの研究テーマのほんの一部です。川村さんは、もともとは海洋学者を目指して大学に進みました。ところが、海上実習でひどい船酔いを経験し、その夢を断念するほかなくなりました。そこで、それまで学んだリモートセンシングの知識を役立てようと選んだのが、防災用のセンサー技術を扱っていた資源探査の研究室。鉱山で使う重機の異常診断を行う通信方法の研究をきっかけに、地盤、機械、計測、通信といった幅広い分野を網羅していきました。筑波大学に所属した後、新天地を求めて、鉱山学のメッカとして知られるオーストラリアのカーティン大学に転身。そこでは、坑夫さながらの日々を過ごしました。カルグーリーという世界最大の露天掘り鉱山の町にあるキャンパスで、発破技術などの他、坑内の環境モニタリングや防災システムの研究教育に携わったのです。

　そして2015年の春、筑波大学に戻って立ち上げたのが、ジオコンピューティング研究室。今までの知識や経験をフル活用できる分野です。川村さんが構想する災害情報学は、災害が起きたときに、避難や復興に必要な情報を迅速に集め、被災者や現地の関係者に的確に届けるためのシステムです。東日本大震災では、携帯電話のインフラがダウンしたり、ネット上で真偽のはっきりしない情報が飛び交い、肝心の被災者がほしい情報を得られないという状況が起こりました。インフラの復旧や無秩序に拡散した情報を整理するには時間がかかります。それを待つよりも、被災地域内で簡易ネットワークを構築し、人・物資・環境などの情報を現地で収集・共有する方が、現場の当事者にとって有用であることは明らかです。

　そのシステムを可能にするのが「ジグビー（ZigBee）」という近距離無線通信規格です。伝送できるデータ量や通信範囲は小規模ですが、中継点（ノード）が安価で、設置も簡単です。自治体などで平時から準備しておけば、非常時には自治体や消防・警察の職員がノードを設置するだけで、自律的にネットワークが形成されます。携帯電話やセンサーなどもつないで、避難所の様子や救助要請、さらには地盤や環境の変化をリアルタイムに集約することが可能です。それ以外にも、鉱山内での人や物資の動き、地滑りや落石、老朽化したインフラなど、状況を常にモニタリングして異常や危険をいち早く察知することが求められる場面への導入も考えられます。

　ジグビー自体は2004年に作られた規格で、主にファクトリーオートメーションなどのネットワークに用いられ、災害対応や防災向けの応用例はまだありません。川村さんは、さまざまな分野の研究者と協力しながら、つくば地区で、宅地・道路・森林など環境別の通信状態を調査し、避難所の位置も考慮した最適なノード設置場所を示すマップ作りを進めています。間もなく実証実験にもとりかかる予定です。災害時に真に役立つ情報管理システムを社会に実装したい、その思いが研究の原動力です。

文責：広報室 サイエンスコミュニケーター

関連リンク

・システム情報系